KR20230091390A - Method for manufacturing biogel, biogel manufactured thereby and absorbent article comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응 중 또는 후처리 공정에서 염수를 사용함으로써, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일 수 있는 바이오 겔을 제조하는 방법, 이에 의해 제조된 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다.The present invention is a method for producing a biogel that can increase economic feasibility and safety by reducing the drying time of the gel without using a separate organic solvent in the post-treatment process by using brine during the reaction or post-treatment process, thereby It relates to a prepared bio-gel and an absorbent article comprising the same.

Description

바이오 겔의 제조 방법, 이에 의해 제조된 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품{METHOD FOR MANUFACTURING BIOGEL, BIOGEL MANUFACTURED THEREBY AND ABSORBENT ARTICLE COMPRISING THE SAME}Method for manufacturing biogel, biogel produced thereby, and absorbent article containing the same

본 발명은 바이오 겔의 제조 방법, 이에 의해 제조된 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a biogel, a biogel prepared thereby, and an absorbent article including the same.

고흡수성 수지(super absorbent polymer, SAP)는 자체의 중량 대비 30~50배 이상의 수용성 액체를 흡수할 수 있는 친수성 고분자로써 수용액을 함유하되 불용성이며, 수용액이 충분히 흡수된 상태에서 하중이 가해지더라도 유지할 수 있는 기능성 소재이다. 이는 유아용/성인용 기저귀 및 여성용 생리대 등의 일회용 위생용품뿐만 아니라 농업용 토양 수분조절제 등 다양한 용도로 사용되며. 일회용 위생용품의 소비량이 해마다 증가함에 따라 폐기물 발생량 또한 급격히 증가하고 있다. 그러나 석유계 고분자인 SAP는 난분해성 소재로써 이를 소각 및 매립하는 과정 중에서 심각한 환경오염을 유발하기 때문에 이를 대체할 수 있는 생분해성 흡수성소재 개발이 필요하다.Super absorbent polymer (SAP) is a hydrophilic polymer that can absorb 30 to 50 times more water-soluble liquid than its own weight. It is a functional material with It is used for various purposes such as agricultural soil moisture regulators as well as disposable sanitary products such as infant/adult diapers and women's sanitary napkins. As the consumption of disposable sanitary products increases year by year, the amount of waste generated is also rapidly increasing. However, since SAP, a petroleum-based polymer, is a non-degradable material and causes serious environmental pollution during the process of incineration and landfill, it is necessary to develop a biodegradable absorbent material that can replace it.

천연 바이오매스 자원인 나노셀룰로오스는 자연계에 풍부하게 존재하는 친환경 소재로써, 비표면적이 넓고 수산기 함량이 풍부하여 SAP과 같은 고흡수성 고분자로 사용될 수 있다. 그러나, 가교 반응과 같은 화학적 처리가 되지 않은 셀룰로오스의 경우, 수분 흡수 시 수분을 보유하는 구조체를 갖지 못하고 점도 높은 수용액 상태로 흐르기 때문에 기저귀 및 생리대와 같은 일회용 위생용품 등 흡수성 물품으로의 적용이 불가하다. Nanocellulose, a natural biomass resource, is an eco-friendly material that is abundant in nature, and can be used as a superabsorbent polymer such as SAP due to its large specific surface area and rich hydroxyl content. However, in the case of cellulose that has not been chemically treated such as a crosslinking reaction, it does not have a structure that retains moisture when absorbing moisture and flows in a highly viscous aqueous solution, so it cannot be applied to absorbent articles such as disposable sanitary products such as diapers and sanitary napkins. .

이러한 문제점을 보완하기 위해 수분을 보유할 수 있는 구조체를 갖는 셀룰로오스 기반의 고흡수성 고분자를 제조하는 방법의 일 예로서, 셀룰로오스의 수산기가 카르보실기로 치환된 개질 셀룰로오스에 가교제를 첨가하여 제조하는 방법이 있다. 그러나, 기존의 셀룰로로오스 기반의 하이드로겔은 겔(gel) 생성 직후 잔여 약품 및 미반응 시료를 세척하기 위한 후처리 공정 과정에서 물로 세척될 경우 겔이 물을 흡수하여 탈수가 어렵고 건조에 오랜 시간이 걸리며, 건조 시간을 단축하기 위해 에탄올 및 아세톤과 같은 유기용매로 세척할 경우 큰 비용이 요구될 뿐만 아니라 화재, 폭발의 위험성이 있다.As an example of a method for preparing a cellulose-based superabsorbent polymer having a water-holding structure in order to compensate for this problem, a method of manufacturing by adding a cross-linking agent to modified cellulose in which a hydroxyl group of cellulose is substituted with a carboxy group is there is. However, when the conventional cellulose-based hydrogel is washed with water in the post-treatment process for washing residual chemicals and unreacted samples immediately after gel formation, the gel absorbs water, making it difficult to dehydrate and dry for a long time. It takes time, and washing with organic solvents such as ethanol and acetone in order to shorten the drying time requires a large cost and there is a risk of fire and explosion.

이에, 기존의 화석 연료에서 유래된 SAP 소재에 비해 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 우수하면서도 생분해가 가능하여 친환경적인 바이오 겔을 제조할 수 있는 기술, 특히 적절한 후처리 공정 기술이 필요한 실정이다.Therefore, compared to conventional SAP materials derived from fossil fuels, there is a need for a technology capable of producing an eco-friendly biogel that is biodegradable and has excellent physical properties such as water absorption and water retention, especially appropriate post-processing technology.

본 발명은 반응 중 또는 후처리 공정에서 염수를 사용함으로써, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일 수 있는 바이오 겔을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 바이오겔을 제공하는 것이다.The present invention is a method for producing a bio-gel capable of improving economic efficiency and safety by reducing the drying time of the gel without using a separate organic solvent in the post-treatment process by using brine during the reaction or in the post-treatment process, and thereby To provide a prepared biogel.

또한, 본 발명은 우수한 생분해성을 가져 친환경적이고, 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 우수한 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide a bio-gel having excellent biodegradability, being eco-friendly, and having excellent physical properties such as water absorption and water retention, and an absorbent article including the same.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 원료를 포함하는 셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 아크릴계 단량체, 중합개시제 및 가교제를 상기 셀룰로오스 현탁액에 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계; 상기 침지된 셀룰로오스 겔을 세척하는 단계; 및 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 염을 혼합하고 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a cellulose suspension containing a cellulose raw material including at least one of a cellulose derivative and cellulose fibers; preparing a cellulose gel by adding an acrylic monomer, a polymerization initiator and a crosslinking agent to the cellulose suspension; immersing the cellulose gel in water or saline; washing the immersed cellulose gel; and preparing a cellulose gel mixture by mixing and homogenizing the washed cellulose gel and a salt.

또한, 본 발명의 일 실시상태는 상기 제조 방법으로 제조된 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품을 제공한다.In addition, one embodiment of the present invention provides a bio-gel prepared by the above manufacturing method and an absorbent article including the same.

본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 반응 중 또는 후처리 공정에서 염수를 사용함으로써, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 바이오 겔을 보다 용이하게 제조할 수 있다.In the manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, by using brine during the reaction or in the post-treatment process, the drying time of the gel can be shortened without using a separate organic solvent in the post-treatment process to more easily prepare the biogel. can

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바이오 겔의 제조 방법은 생분해 가능하여 친환경적이면서도, 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 우수한 고흡수성 바이오 겔을 효율적으로 제조할 수 있다.In addition, the biogel manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention is biodegradable and thus environmentally friendly, and can efficiently manufacture a superabsorbent biogel having excellent physical properties such as water absorption and water retention.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품은 생분해 가능하여 친환경적이면서도, 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 우수할 수 있다.In addition, the biogel and the absorbent article including the biogel according to an exemplary embodiment of the present invention may be biodegradable and thus eco-friendly, and may have excellent physical properties such as water absorption rate and water retention capacity.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and accompanying drawings.

도 1은 실시예 1-1 내지 실시예 1-6에서 제조된 바이오 겔의 24시간 건조 후 사진을 나타낸 것이다. 1 shows a photograph after drying for 24 hours of the biogel prepared in Examples 1-1 to 1-6.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case where a member is in contact with another member, but also a case where another member exists between the two members.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시상태는 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 원료를 포함하는 셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계; 아크릴계 단량체, 중합개시제 및 가교제를 상기 셀룰로오스 현탁액에 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계; 상기 침지된 셀룰로오스 겔을 세척하는 단계; 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 염을 혼합하고 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a cellulose suspension containing a cellulose raw material including at least one of a cellulose derivative and cellulose fibers; preparing a cellulose gel by adding an acrylic monomer, a polymerization initiator and a crosslinking agent to the cellulose suspension; immersing the cellulose gel in water or saline; washing the immersed cellulose gel; mixing and grinding the washed cellulose gel and salt; and preparing a cellulose gel mixture by mixing the pulverized cellulose gel with polar group-containing cellulose.

본 발명의 일 실시상태에 따른 제조방법은 반응 중 또는 후처리 공정에서 염수를 사용함으로써, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 바이오 겔을 보다 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 바이오 겔의 제조 방법은 생분해 가능하여 친환경적이면서도, 수분 흡수율 및 수분 보유력 등 물성이 우수한 고흡수성 바이오 겔을 효율적으로 제조할 수 있다.In the manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, by using brine during the reaction or in the post-treatment process, the drying time of the gel can be shortened without using a separate organic solvent in the post-treatment process to more easily prepare the biogel. can In addition, the biogel manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention is biodegradable and thus environmentally friendly, and can efficiently manufacture a superabsorbent biogel having excellent physical properties such as water absorption and water retention.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 현탁액은 상기 셀룰로오스 원료를 포함할 수 있으며, 상기 셀룰로오스 원료는 셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the cellulose suspension may include the cellulose raw material, and the cellulose raw material may include at least one of a cellulose derivative and a cellulose fiber.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔의 제조 방법은, 바이오매스 원료를 이용하여 펄프를 제조하는 단계; 및 상기 펄프로부터, 셀룰로오스 마이크로 파이버 및 셀룰로오스 나노피브릴 중 적어도 하나를 포함하는 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 셀룰로오스 원료에 포함되는 상기 셀룰로오스 섬유를 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the method for producing the biogel includes preparing pulp using a biomass raw material; and preparing the cellulose fibers including at least one of cellulose microfibers and cellulose nanofibrils from the pulp. Through this, it is possible to manufacture the cellulose fibers included in the cellulose raw material.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오매스 원료는 목질계 바이오매스 원료 및 비목질계 바이오매스 원료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 목질계 바이오매스 원료는 침엽수 목재칩 및 활엽수 목재칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 비목질계 바이오매스 원료는 대나무, 케나프(kenaf), 마, 벼, 바가스(bagasse), 해조류, 옥수수대, 옥수수심, 볏짚, 왕겨, 밀짚 및 사탕수수대 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 상기 비목질계 바이오매스 원료의 종류를 한정하는 것은 아니다. 전술한 종류의 바이오매스 원료를 사용함으로써, 높은 생분해성을 가지며 친환경 소재인 상기 바이오 겔을 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the biomass raw material may include at least one of a woody biomass raw material and a non-woody biomass raw material. Specifically, the woody biomass raw material may include at least one of coniferous wood chips and hardwood wood chips, but the type of the woody biomass raw material is not limited. In addition, the non-woody biomass raw material may include at least one of bamboo, kenaf, hemp, rice, bagasse, seaweed, corn cob, corn core, rice straw, rice hull, wheat straw, and sugarcane cob However, the type of the non-woody biomass raw material is not limited. By using the above-mentioned type of biomass raw material, it is possible to manufacture the bio-gel, which has high biodegradability and is an environmentally friendly material.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 제조하는 단계는, 상기 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 바이오매스 원료를 통해 유기용매 펄프를 제조할 수 있다. 구체적으로, 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성할 수 있다. 바이오매스 원료를 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합 용제와 반응시켜 펄프를 형성하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing the pulp may include reacting the biomass raw material with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid. That is, organic solvent pulp can be produced from the biomass raw material. Specifically, pulp may be formed by reacting a biomass raw material with a mixed solvent of a glycol ether solvent and an acid. When pulp is formed by reacting a biomass raw material with a mixed solvent of a glycol ether-based solvent and an acid, physical properties such as water absorption and water retention of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합 용제는 글리콜 에테르계 용제와 산의 혼합물일 수 있다. 상기 글리콜 에테르계 용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 다이에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 및 다이프로필렌 글리콜 메틸 에테르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 글리콜 에테르계 용제의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 산으로 염산, 황산, 질산 등을 사용할 수 있으나, 상기 산의 종류를 한정하는 것은 아니다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mixed solvent may be a mixture of a glycol ether-based solvent and an acid. The glycol ether-based solvent is ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol methyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and dipropylene glycol methyl ether. However, the type of the glycol ether-based solvent is not limited. In addition, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. may be used as the acid, but the type of acid is not limited.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합 용제는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비가 95:5 내지 99:1일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 상기 산의 부피비는 96:4 내지 98.5:1.5, 96.5:3.5 내지 98:2, 또는 97:3 내지 97.5:2.5일 수 있다. 상기 혼합 용제에 포함되는 상기 글리콜 에테르계 용제와 산의 부피비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 바이오매스 원료로부터 펄프를 효과적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid in the mixed solvent may be 95:5 to 99:1. Specifically, the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid included in the mixed solvent may be 96:4 to 98.5:1.5, 96.5:3.5 to 98:2, or 97:3 to 97.5:2.5. When the volume ratio of the glycol ether-based solvent and the acid contained in the mixed solvent is within the above range, pulp can be effectively produced from the biomass raw material.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는, 상기 바이오매스 원료 1 Kg에 대하여, 상기 혼합 용제를 1L 내지 3L의 혼합비로 반응시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오매스 원료 1 Kg에 대한, 상기 혼합 용제의 혼합비는 1.5L 내지 2.5L, 또는 2L일 수 있다. 상기 바이오매스 원료와 상기 혼합 용제의 혼합비를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the step of forming the pulp, the mixed solvent may be reacted at a mixing ratio of 1L to 3L with respect to 1 Kg of the biomass raw material. Specifically, the mixing ratio of the mixed solvent with respect to 1 Kg of the biomass raw material may be 1.5L to 2.5L, or 2L. By adjusting the mixing ratio of the biomass raw material and the mixed solvent within the above-described range, the yield of the produced pulp can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 형성하는 단계는 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프를 형성하는 단계의 온도는 110 ℃ 이상 140 ℃ 이하, 또는 120 ℃ 이상 130 ℃ 이하일 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 바이오매스 원료로부터 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the forming of the pulp may be performed at a temperature of 100 °C or more and 150 °C or less. Specifically, the temperature in the step of forming the pulp may be 110 °C or more and 140 °C or less, or 120 °C or more and 130 °C or less. By adjusting the temperature at which the step of forming the pulp is performed within the above range, the pulp may be stably formed from the biomass raw material.

또한, 상기 펄프를 형성하는 단계는 60 분 이상 180 분 이하의 시간, 90 분 이상 160 분 이하의 시간, 또는 120 분 이상 150 분 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 펄프를 형성하는 단계를 수행하는 시간이 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프를 안정적으로 형성할 수 있고, 상기 펄프의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, the forming of the pulp may be performed for 60 minutes or more and 180 minutes or less, 90 minutes or more and 160 minutes or less, or 120 minutes or more and 150 minutes or less. When the time for performing the step of forming the pulp is within the above range, the pulp can be stably formed and the yield of the pulp can be improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프를 제조하는 단계는, 화학 펄프화법, 기계 펄프화법 또는 화학-기계 펄프화법을 통해, 상기 바이오매스 원료로부터 펄프를 제조할 수 있다. 또한, 상기 펄프를 제조하는 단계는 상기 바이오매스 원료를 통해 크라프트 펄프, 아황산 펄프 및 해조류 펄프 등을 제조할 수도 있다. 또한, 제조된 상기 펄프를 표백하여 사용하거나 또는 표백하지 않고 사용할 수도 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the step of preparing the pulp, pulp may be prepared from the biomass raw material through a chemical pulping method, a mechanical pulping method, or a chemical-mechanical pulping method. In addition, in the step of preparing the pulp, kraft pulp, sulfite pulp, seaweed pulp, and the like may be manufactured using the biomass raw material. In addition, the prepared pulp may be used after being bleached or used without being bleached.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제조된 상기 펄프를 세척할 수 있다. 구체적으로, 증류수를 이용하여 상기 펄프에 함유된 불순물을 제거할 수 있다. 이를 통해, 제조되는 바이오 겔의 물성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the prepared pulp may be washed. Specifically, impurities contained in the pulp may be removed using distilled water. Through this, it is possible to effectively prevent deterioration of physical properties of the biogel to be produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계는, 상기 펄프를 염기성 용액과 혼합하여 펄프 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 펄프 슬러리를 믹서에 투입하고 니딩하여 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버 및 셀룰로오스 피브릴을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 즉, 상기 공정을 수행함으로써, 상기 펄프로부터 셀룰로오스 섬유를 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the preparing of the cellulose fibers may include preparing a pulp slurry by mixing the pulp with a basic solution; and preparing the cellulose microfibers and cellulose fibrils by putting the pulp slurry into a mixer and kneading. That is, by performing the above process, cellulose fibers can be produced from the pulp.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액 및 수산화리튬 용액을 포함할 수 있으나, 상기 염기성 용액의 종류를 한정하는 것은 아니다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the basic solution may include a sodium hydroxide solution, a potassium hydroxide solution, and a lithium hydroxide solution, but the type of the basic solution is not limited.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리에 포함되는 상기 염기성 용액의 농도는 0.1 N 이상 1 N 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 염기성 용액의 농도는 0.15 N 이상 0.8 N 이하, 0.2 N 이상 0.6 N 이하, 또는 0.25 N 이상 0.5 N 이하일 수 있다. 상기 염기성 용액의 농도가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the concentration of the basic solution included in the pulp slurry may be 0.1 N or more and 1 N or less. Specifically, the concentration of the basic solution may be 0.15 N or more and 0.8 N or less, 0.2 N or more and 0.6 N or less, or 0.25 N or more and 0.5 N or less. When the concentration of the basic solution is within the above range, cellulosic fibers may be effectively formed from the pulp slurry.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리의 pH는 8 이상 14 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리의 pH는 9 이상 13 이하, 또는 10 이상 12 이하일 수 있다. 상기 펄프 슬러리의 pH를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 펄프 슬러리로부터 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 펄프 슬러리의 pH가 전술한 범위 내인 경우, 상기 펄프 슬러리에 포함된 섬유의 팽윤이 촉진되어, 후술하는 니딩 처리를 통해 보다 미세화된 셀룰로오스 섬유를 효과적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the pH of the pulp slurry may be 8 or more and 14 or less. Specifically, the pH of the pulp slurry may be 9 or more and 13 or less, or 10 or more and 12 or less. Cellulose fibers can be effectively formed from the pulp slurry by adjusting the pH of the pulp slurry to the above range. In addition, when the pH of the pulp slurry is within the above-described range, the swelling of the fibers included in the pulp slurry is accelerated, and finer cellulose fibers can be effectively produced through a kneading process described later.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 3 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 펄프 슬러리 100 중량부에 대하여, 상기 펄프의 함량은 4.5 중량부 이상 12.5 중량부 이하, 5 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 또는 7.5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량은 3 중량% 이상 15 중량% 이하일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the content of the pulp may be 3 parts by weight or more and 15 parts by weight or less. Specifically, with respect to 100 parts by weight of the pulp slurry, the content of the pulp is 4.5 parts by weight or more and 12.5 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, or 7.5 parts by weight or more 15 It may be less than parts by weight. For example, the content of the pulp included in the pulp slurry may be 3% by weight or more and 15% by weight or less.

상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 믹서를 이용한 니딩 공정 시에 섬유간 마찰과 분산이 효율적으로 수행되어, 미세화된 셀룰로오스 섬유를 용이하게 제조할 수 있다. 한편, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 적은 경우에는 섬유간의 마찰 효율이 저하되어 미세화된 셀룰로오스 섬유를 용이하게 제조할 수 없다. 또한, 상기 펄프 슬러리에 포함된 상기 펄프의 함량이 너무 많은 경우, 상기 펄프 슬러리는 고점도로 니딩이 원활하게 수행되지 않는 문제가 있다.By adjusting the content of the pulp included in the pulp slurry to the above-described range, friction and dispersion between fibers are efficiently performed during the kneading process using a mixer, so that micronized cellulose fibers can be easily manufactured. On the other hand, if the content of the pulp contained in the pulp slurry is too small, the efficiency of friction between fibers is lowered, making it impossible to easily manufacture micronized cellulose fibers. In addition, when the content of the pulp included in the pulp slurry is too large, the pulp slurry has a high viscosity and is not smoothly kneaded.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 100 rpm 이상 600 rpm 이하의 회전속도로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도는 150 rpm 이상 550 rpm 이하, 200 rpm 이상 500 rpm 이하, 250 rpm 이상 450 rpm 이하, 또는 300 rpm 이상 400 rpm 이하일 수 있다. 상기 니딩하는 단계가 수행되는 회전속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 셀룰로오스 섬유를 보다 안정적으로 형성할 수 있다. 상기 회전속도는 니딩하는 단계에서 사용되는 믹서의 회전속도를 의미할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the kneading may be performed at a rotational speed of 100 rpm or more and 600 rpm or less. Specifically, the rotation speed at which the kneading step is performed may be 150 rpm or more and 550 rpm or less, 200 rpm or more and 500 rpm or less, 250 rpm or more and 450 rpm or less, or 300 rpm or more and 400 rpm or less. By adjusting the rotational speed at which the kneading step is performed within the above range, the manufactured cellulose fibers can be formed more stably. The rotational speed may mean the rotational speed of a mixer used in the kneading step.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 니딩하는 단계는 20 ℃ 이상 35 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 니딩을 수행하는 단계의 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 섬유가 변형 및 훼손되는 것을 억제할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the kneading may be performed at a temperature of 20 °C or more and 35 °C or less. By adjusting the temperature in the kneading step within the above range, it is possible to suppress deformation and damage of the manufactured fiber.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 제조 방법은 상기 니딩을 수행하는 시간을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 섬유의 물성을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 니딩을 수행하는 단계는 1 시간 이상 3 시간 이하의 시간 동안 수행될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manufacturing method of the cellulose fibers may control the physical properties of the cellulose fibers produced by adjusting the kneading time. Specifically, the kneading may be performed for 1 hour or more and 3 hours or less. Through this, it is possible to effectively improve physical properties such as water absorption and water retention of the biogel to be produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 펄프 슬러리가 투입되는 상기 믹서는 니더(kneader)로서, 호바트 믹서, 스파이럴 믹서, 또는 버티컬 믹서일 수 있다. 다만, 상기 믹서의 종류를 한정하는 것은 아니고, 상기 펄프 슬러리에 전단력을 가할 수 있는 공지된 기기를 사용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mixer into which the pulp slurry is introduced is a kneader, and may be a Hobart mixer, a spiral mixer, or a vertical mixer. However, the type of the mixer is not limited, and a known device capable of applying shear force to the pulp slurry may be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계는, 상기 펄프를 균질화 처리하여 상기 셀룰로오스 피브릴을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전술한 유기용매 펄프를 균질화 처리하여 셀룰로오스 피브릴을 제조할 수 있다. 이를 통해, 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF), 또는 마이크로피브릴화 셀룰로오스(microfibrillated cellulose, MFC)를 제조할 수 있다. 상기 펄프를 균질화시키기 위하여, 당업계에서 사용되는 고압 균질기, 고압 유화기 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 고압 균질기를 사용하여 상기 펄프를 균질화시키는 경우, 상기 고압 균질기에 상기 펄프를 통과시키는 횟수, 상기 고압 균질기의 작동 압력 등을 조절하여, 제조되는 셀룰로오스 피브릴의 크기, 형태 등을 제어할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the preparing of the cellulose fibers may include preparing the cellulose fibrils by homogenizing the pulp. Specifically, cellulose fibrils may be prepared by homogenizing the aforementioned organic solvent pulp. Through this, cellulose nanofibrils (CNF) or microfibrillated cellulose (MFC) can be prepared. In order to homogenize the pulp, a high-pressure homogenizer or a high-pressure emulsifier used in the art may be used. For example, when the pulp is homogenized using a high-pressure homogenizer, the size, shape, etc. You can control it.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량은 30 중량% 이하일 수 있다. 즉, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 리그닌 함량이 30 중량% 이하일 수 있고, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 피브릴의 리그닌 함량이 30 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 제조된 상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량은 0.1 중량% 이상 30 중량% 이하, 1 중량% 이상 28 중량% 이하, 5 중량% 이상 25 중량% 이하, 10 중량% 이상 22.5 중량% 이하, 또는 15 중량% 이상 20 중량% 이하일 수 있다. 한편, 제조된 상기 셀룰로오스 섬유를 표백 처리하여 리그닌을 제거함으로써, 리그닌 함량이 0 중량%인 셀룰로오스 섬유를 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the lignin content of the cellulose fibers may be 30% by weight or less. That is, the lignin content of the cellulose microfibers prepared from the pulp may be 30% by weight or less, and the lignin content of the cellulose fibrils prepared from the pulp may be 30% by weight or less. Specifically, the lignin content of the prepared cellulose fibers is 0.1% by weight or more and 30% by weight or less, 1% by weight or more and 28% by weight or less, 5% by weight or more and 25% by weight or less, 10% by weight or more and 22.5% by weight or less, or 15 It may be greater than or equal to 20% by weight and less than or equal to 20% by weight. On the other hand, by removing lignin by bleaching the prepared cellulose fiber, it is possible to form a cellulose fiber having a lignin content of 0% by weight.

상기 셀룰로오스 섬유의 리그닌 함량이 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율, 초기 수분 흡수속도 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.When the lignin content of the cellulose fibers is within the above-described range, physical properties such as water absorption rate, initial water absorption rate, and water retention rate of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 즉, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 마이크로 파이버의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있고, 상기 펄프로부터 제조된 상기 셀룰로오스 피브릴의 크기는 0.1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 1 ㎛ 이상 475 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 450 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 400 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 375 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 350 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 320 ㎛ 이하, 0.1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 97.5 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 95 ㎛ 이하, 또는 25 ㎛ 이상 92.5 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유의 크기가 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 셀룰로오스 섬유의 크기는 입자의 평균크기를 의미할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the size of the cellulose fibers may be 0.1 μm or more and 500 μm or less. That is, the size of the cellulose microfibers prepared from the pulp may be 0.1 μm or more and 500 μm or less, and the size of the cellulose fibrils prepared from the pulp may be 0.1 μm or more and 500 μm or less. Specifically, the size of the cellulose fibers is 1 μm or more and 475 μm or less, 5 μm or more and 450 μm or less, 10 μm or more and 400 μm or less, 20 μm or more and 375 μm or less, 30 μm or more and 350 μm or less, 40 μm or more and 320 μm or less. , 0.1 μm or more and 100 μm or less, 10 μm or more and 100 μm or less, 15 μm or more and 97.5 μm or less, 20 μm or more and 95 μm or less, or 25 μm or more and 92.5 μm or less. When the size of the cellulose fibers is within the above-described range, physical properties such as water absorption and water retention of the prepared biogel can be effectively improved. In addition, the size of the cellulose fibers may mean the average size of the particles.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 섬유를 제조하는 단계 이후, 상기 셀룰로오스 섬유를 치환하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전술한 셀룰로오스 섬유의 반복 단위에 존재하는 수산기를 아세틸화, 또는 에스테르화 반응에 의해 치환할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀룰로오스 섬유를 치환하는 단계는 셀룰로오스 섬유에 알칼리제, 카르복시메틸화제 및 유기 용매 또는 유기 용매 수용액을 첨가하여 혼합 용매를 형성한 후, 혼합 용매 하에서 카르복시메틸화 반응을 일으킬 수 있다. 이를 통해, 카르복시메틸 셀룰로오스 나노피브릴(carboxymethyl cellulose nanofibrils, CNCNF), 또는 마이크로피브릴화 카르복시메틸 셀룰로오스(microfibrillated carboxymethyl cellulose, MFCMC)를 제조할 수 있다. 상기 셀룰로오스 섬유를 치환시키는 경우, 셀룰로오스에 존재하는 하이드록시기가 치환반응에 의해 치환될 수 있고, 상기 알칼리제, 카르복시메틸화제, 및 유기 용매의 함량, 반응 온도, 반응 시간 등을 조절하여 제조되는 카르복시메틸 셀룰로오스 섬유의 치환도(Degree of substitution, D.S.) 등을 조절할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스에 존재하는 3개의 하이드록시기가 모두 치환될 경우 치환도는 최대 3의 값을 가질 수 있고, 1개의 하이드록시기만 치환되었을경우 치환도 1의 값을 가질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after the step of preparing the cellulose fibers, the step of replacing the cellulose fibers may be included. Specifically, the hydroxyl group present in the repeating unit of the aforementioned cellulose fiber may be substituted by acetylation or esterification. For example, in the step of substituting the cellulose fibers, an alkali agent, a carboxymethylating agent, and an organic solvent or an organic solvent aqueous solution may be added to the cellulose fibers to form a mixed solvent, followed by a carboxymethylation reaction in the mixed solvent. Through this, carboxymethyl cellulose nanofibrils (CNCNF) or microfibrillated carboxymethyl cellulose (MFMCC) can be prepared. When the cellulose fiber is substituted, the hydroxyl group present in cellulose can be substituted by a substitution reaction, and carboxymethyl prepared by adjusting the content of the alkali agent, carboxymethylating agent, and organic solvent, reaction temperature, reaction time, etc. The degree of substitution (D.S.) of cellulose fibers can be adjusted. For example, when all three hydroxyl groups present in cellulose are substituted, the degree of substitution may have a maximum value of 3, and when only one hydroxyl group is substituted, the degree of substitution may have a value of 1.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스계 유도체는, 알킬 셀룰로오스, 카르복시 셀룰로오스, 아세틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 및 하이드로 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 셀룰로오스계 유도체는 셀룰로오스의 반복 단위에 존재하는 수산기가 아세틸화 또는 에스테르화 반응에 의해 치환된 것일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the cellulose derivative may include at least one of alkyl cellulose, carboxy cellulose, acetyl cellulose, nitro cellulose and hydro cellulose. For example, the cellulose-based derivative may be one in which hydroxyl groups present in repeating units of cellulose are substituted by acetylation or esterification.

구체적으로, 상기 알킬 셀룰로오스는 메틸 셀룰로오스(MC), 디메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스(EC) 및 메틸에틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 카르복시 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 카르복시메틸에틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아세틸 셀룰로오스는 셀룰로오스 아세테이트(CA), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 아세틸메틸 셀룰로오스 및 아세틸에틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 니트로 셀룰로오스는 셀룰로오스 니트레이트(CN)일 수 있다. 또한, 상기 하이드로 셀룰로오스는 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시부틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 셀룰로오스 원료가 전술한 셀룰로오스계 유도체를 포함하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율, 초기 수분 흡수속도 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.Specifically, the alkyl cellulose may include at least one of methyl cellulose (MC), dimethyl cellulose, ethyl cellulose (EC), and methylethyl cellulose. In addition, the carboxy cellulose may include at least one of carboxymethyl cellulose (CMC), carboxymethylethyl cellulose and carboxyethylmethyl cellulose. In addition, the acetyl cellulose may include at least one of cellulose acetate (CA), triacetyl cellulose (TAC), acetylmethyl cellulose, and acetylethyl cellulose. Also, the nitrocellulose may be cellulose nitrate (CN). In addition, the hydrocellulose is at least one of hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, 2-hydroxyethyl cellulose, methyl 2-hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and hydroxybutylmethyl cellulose may contain one. When the cellulose raw material includes the above-described cellulose-based derivative, physical properties such as water absorption rate, initial water absorption rate, and water retention rate of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료와 용제를 혼합하여, 현탁액을 제조할 수 있다. 상기 용제로서 증류수, 물, 염수, 아세톤, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있다. 상기 용제를 사용하는 경우, 셀룰로오스 원료와 혼합이 용이하여 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a suspension may be prepared by mixing the cellulose raw material and a solvent. Distilled water, water, brine, acetone, ethanol, methanol, etc. may be used as the solvent. When the solvent is used, it is easy to mix with the cellulose raw material, so that the biogel can be effectively prepared.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용제는 염수일 수 있다. 구체적으로, 상기 염수는 후처리 공정에서 사용되는 염수와 동일하거나 상이한 것일 수 있고, 후처리 공정에서 사용되는 염과 동일하거나 상이한 염을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 염수는 침지, 세척 또는 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계에서 첨가되는 염과 동일하거나 상이한 염을 포함할 수 있고, 상기 염수가 후처리 공정에서 사용되는 염수와 동일하거나, 상기 염과 동일한 염을 포함하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 등 물성이 보다 우수할 수 있고, 바이오 겔의 탈수 및 건조 효율이 보다 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the solvent may be saline. Specifically, the brine may be the same as or different from the brine used in the post-treatment process, and may include the same or different salt from the salt used in the post-treatment process. More specifically, the brine may include the same or different salt as the salt added in the step of immersion, washing, or preparing the cellulose gel mixture, and the brine may be the same as the brine used in the post-treatment step, or When the same salt is included, physical properties such as water absorption rate of the biogel produced may be better, and dehydration and drying efficiency of the biogel may be better.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료는 셀룰로오스계 유도체 및 상기 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 셀룰로오스 원료는 상기 셀룰로오스계 유도체 및 상기 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 상기 셀룰로오스 원료를 포함하여 현탁액을 제조하는 경우, 제조되는 바이오 겔이 생분해성을 가지므로 친환경적이며, 수분 보유량이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the cellulose raw material may include at least one of a cellulose derivative and the cellulose fiber. Specifically, the cellulose raw material may include the cellulose derivative and the cellulose fiber. In the case of preparing a suspension including the cellulose raw material, the biogel produced is biodegradable, so it is environmentally friendly and has excellent water retention.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료에 포함되는 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비는 10:1 내지 1:10 일 수 있다. 구체적으로 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비는 7:1 내지 1:7, 5:1 내지 1:5, 또는 3:1 내지 1:3 일 수 있다. 상기 셀룰로오스계 유도체와 상기 셀룰로오스 섬유의 중량비가 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the weight ratio of the cellulose derivative and the cellulose fibers included in the cellulose raw material may be 10:1 to 1:10. Specifically, the weight ratio of the cellulose derivative to the cellulose fibers may be 7:1 to 1:7, 5:1 to 1:5, or 3:1 to 1:3. When the weight ratio of the cellulose derivative to the cellulose fiber is within the above-described range, physical properties such as water absorption rate and water retention rate of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 원료의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부 기준으로, 1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 현탁액에 포함되는 상기 셀룰로오스 섬유의 함량은 상기 현탁액 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 7 중량부 이하, 1 중량부 이상 5 중량부 이하, 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 3 중량부 이상 10 중량부 이하, 3 중량부 이상 7 중량부 이하, 3 중량부 이상 5 중량부 이하 또는 2.5 중량부 이상 4.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 현탁액에 포함된 상기 셀룰로오스 원료의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있으며, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the cellulose raw material may be 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. Specifically, the content of the cellulose fibers included in the suspension is 1 part by weight or more and 7 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 3 parts by weight or less, 3 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the suspension. It may be 10 parts by weight or more, 3 parts by weight or more and 7 parts by weight or less, 3 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, or 2.5 parts by weight or more and 4.5 parts by weight or less. By adjusting the content of the cellulose raw material included in the suspension within the above range, the biogel can be effectively prepared, and physical properties such as water absorption and water retention can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는 상기 셀룰로오스 현탁액에 아크릴계 단량체, 중합개시제 및 가교제를 첨가하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 아크릴계 단량체는 아크릴산계 단량체, 아크릴에스테르계 단량체 및 아크릴아마이드계 단량체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing the cellulose gel may include adding an acrylic monomer, a polymerization initiator, and a crosslinking agent to the cellulose suspension. Specifically, the acrylic monomer may include at least one of an acrylic acid-based monomer, an acrylic ester-based monomer, and an acrylamide-based monomer.

보다 구체적으로, 상기 아크릴산계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 이타콘산 및 말레산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴에스테르계 단량체는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 에틸렌 비닐아세테이트, 이소보닐 아크릴레이트 및 이소보닐 메타크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 아크릴아마이드계 단량체는 아크릴모포린(Acrylol morpholine), 디에틸아크릴아마이드(N,N-diethyl acrylamide) 및 디메틸아크릴아마이드(N,N-dimethyl acrylamide, DMAA) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 전술한 아크릴계 단량체를 포함하는 경우, 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있고, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.More specifically, the acrylic acid-based monomers include acrylic acid, methacrylic acid, 2-(meth)acryloyloxy acetic acid, 3-(meth)acryloyloxy propyl acid, 4-(meth)acryloyloxy butyric acid, It may include at least one of itaconic acid and maleic acid. In addition, the acrylic ester monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl acrylate, It may contain at least one of ethylene vinyl acetate, isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate. In addition, the acrylamide-based monomer may include at least one of acrylol morpholine, N,N-diethyl acrylamide, and N,N-dimethyl acrylamide (DMAA). there is. In the case of including the above-described acrylic monomer, the biogel can be effectively prepared, and physical properties such as water absorption and water retention of the biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 아크릴계 단량체의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴계 단량체의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 12.5 중량부 이하, 5 중량부 이상 10 중량부 이하, 7.5 중량부 이상 15 중량부 이하, 10 중량부 이상 15 중량부 이하 또는 7.5 중량부 이상 12.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 아크릴계 단량체의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 제조되는 바이오 겔의 겔화 정도 및 가교반응을 적절한 수준으로 유지할 수 있고, 이에 따라 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the acrylic monomer may be 5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. Specifically, the content of the acrylic monomer is 5 parts by weight or more and 12.5 parts by weight or less, 5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 7.5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less, 10 parts by weight or more and 15 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. parts by weight or less or 7.5 parts by weight or more and 12.5 parts by weight or less. When the content of the acrylic monomer is within the above range, the gelation degree and crosslinking reaction of the prepared biogel can be maintained at an appropriate level, and thus the physical properties such as water absorption and water retention of the prepared biogel can be effectively improved. there is.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중합개시제는 과황산칼륨, 황산나트륨 및 과황산암모늄 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 전술한 중합개시제를 포함하는 경우, 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the polymerization initiator may include at least one of potassium persulfate, sodium sulfate and ammonium persulfate. In the case of including the aforementioned polymerization initiator, the bio-gel can be effectively prepared.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중합개시제의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 중합개시제의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 3 중량부 이하, 0.1 중량부 이상 2 중량부 이하 또는 0.1 중량부 이상 1 중량부 이하일 수 있다. 상기 중합개시제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교 반응을 촉진시킬 수 있다. 또한, 상기 중합개시제를 사용함으로써, 가교 반응의 시간을 단축시킬 수 있고, 가교 반응이 수행되는 온도를 낮출 수 있으므로, 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the polymerization initiator may be 0.1 parts by weight or more and 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. Specifically, the content of the polymerization initiator may be 0.1 parts by weight or more and 3 parts by weight or less, 0.1 parts by weight or more and 2 parts by weight or less, or 0.1 parts by weight or more and 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. When the content of the polymerization initiator is within the above range, the crosslinking reaction between the cellulose fibers may be promoted. In addition, by using the polymerization initiator, the crosslinking reaction time can be shortened and the temperature at which the crosslinking reaction is performed can be lowered, so that the biogel can be effectively prepared.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제는 에폭시계 화합물, 알데히드계 화합물 및 아크릴아미드계 화합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 전술한 가교제를 포함하는 경우, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교가 효과적으로 형성될 수 있다. 이에 의해 상기 바이오 겔은 수분 침지 시에 겔화되어 안정적으로 수분을 보유하는 구조체를 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include any one of an epoxy-based compound, an aldehyde-based compound, and an acrylamide-based compound. In the case of including the aforementioned crosslinking agent, crosslinking between the cellulose fibers can be effectively formed. As a result, the bio-gel can be gelled when immersed in water to form a structure that stably retains water.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제는 에폭시계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시계 화합물은 에피클로로하이드린, 글리세롤 디글리시딜에테르, 글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 디글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디프로필렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 레소르시놀 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 폴리부타디엔 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 폴리글리시딜 에테르, 소르비톨 폴리글리시딜 에테르 또는 펜타에리트리톨 폴리글리시딜 에테르 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 가교제로서 에폭시계 화합물을 사용함으로써, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교를 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 가교제로서 에폭시계 화합물을 사용하는 경우, 제조되는 바이오 겔은 수분 침지 시에도 물속에서 해리되지 않고 그 형태를 안정적으로 유지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include an epoxy-based compound. Specifically, the epoxy-based compound is epichlorohydrin, glycerol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether , diethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl Cydyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, polybutadiene diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether , sorbitol polyglycidyl ether or pentaerythritol polyglycidyl ether. By using an epoxy-based compound as the crosslinking agent, crosslinking between the cellulose fibers can be effectively formed. In addition, when an epoxy-based compound is used as a crosslinking agent, the prepared biogel can stably maintain its shape without dissociation in water even when immersed in water.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제는 알데히드계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 알데히드계 화합물은 글루타알데히드, 포름알데히드, 디알데히드전분, 숙신산알데히드, 아크릴알데히드, 옥살알데히드, 2-메틸아크릴알데히드, 2-옥소프로판알, 덱스트린 알데히드, 그리옥살, 숙신알데히드 및 아디프알데히드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 가교제로서 알데히드계 화합물을 사용함으로써, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교가 효과적으로 형성될 수 있고, 이에 의해 바이오 겔이 안정적으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율, 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include an aldehyde-based compound. Specifically, the aldehyde-based compound is glutaraldehyde, formaldehyde, dialdehyde starch, succinic aldehyde, acrylaldehyde, oxalaldehyde, 2-methylacrylaldehyde, 2-oxopropanal, dextrin aldehyde, greeoxal, succinic aldehyde and at least one of diphaldehyde. By using an aldehyde-based compound as the crosslinking agent, crosslinking between the cellulose fibers can be effectively formed, thereby stably forming a biogel. Through this, it is possible to effectively improve physical properties such as water absorption and water retention of the biogel to be produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제는 아크릴아미드계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴아미드계 화합물은 2 관능 이상의 아크릴아미드기를 갖는 임의의 다관능성 아크릴아미드계 화합물일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 아크릴아미드계 화합물은 N,N'-에틸렌 비스아크릴아미드(N,N`-Ethylene Bisacrylamide), N,N'-헥사메틸렌비스아크릴아미드(N,N`-Hexametylenebisacrylamide), N,N'-메틸렌 비스아크릴아미드(N,N`-Methylenebisacrylamide), N,N'-시스타민 비스아크릴아미드(N,N`-Cystaminebisacrylamide), 및 N,N'-디알릴아크릴아미드(N,N-Diallylacrylamide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 가교제로서 아크릴아미드계 화합물을 사용함으로써, 상기 셀룰로오스 섬유 간의 가교가 효과적으로 형성될 수 있고, 이에 의해 바이오 겔이 안정적으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율, 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the crosslinking agent may include an acrylamide-based compound. Specifically, the acrylamide-based compound may be any multifunctional acrylamide-based compound having a bifunctional or more functional acrylamide group. More specifically, the acrylamide-based compound is N,N'-ethylene bisacrylamide, N,N'-hexamethylenebisacrylamide, N,N'-hexamethylenebisacrylamide, N, N'-methylene bisacrylamide (N,N'-Methylenebisacrylamide), N,N'-cystamine bisacrylamide (N,N'-Cystaminebisacrylamide), and N,N'-diallylacrylamide (N,N- Diallylacrylamide) may include at least one. By using an acrylamide-based compound as the crosslinking agent, crosslinking between the cellulose fibers can be effectively formed, thereby stably forming a biogel. Through this, it is possible to effectively improve physical properties such as water absorption and water retention of the biogel to be produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가교제의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 가교제의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 3 중량부 이하, 0.1 중량부 이상 2 중량부 이하 또는 0.1 중량부 이상 1 중량부 이하일 수 있다. 상기 가교제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 바이오 겔을 효과적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the crosslinking agent may be 0.1 parts by weight or more and 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. Specifically, the amount of the crosslinking agent may be 0.1 part by weight or more and 3 parts by weight or less, 0.1 part by weight or more and 2 parts by weight or less, or 0.1 part by weight or more and 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the cellulose suspension. When the content of the crosslinking agent is within the above range, the biogel can be effectively prepared.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는, 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도에서 30 분 내지 3 시간 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는 50 ℃ 이상 75 ℃ 이하, 55 ℃ 이상 80 ℃ 이하 또는 60 ℃ 이상 70 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계는 1시간 내지 3 시간, 1 시간 내지 2 시간, 1 시간 내지 1시간 30 분 또는 1시간 30 분 내지 2 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 온도 및 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 현탁액으로부터 상기 바이오 겔을 안정적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of preparing the cellulose gel may be performed at a temperature of 50 °C or more and 80 °C or less for 30 minutes to 3 hours. Specifically, the step of preparing the cellulose gel may be performed at a temperature of 50 °C or more and 75 °C or less, 55 °C or more and 80 °C or less, or 60 °C or more and 70 °C or less. In addition, the step of preparing the cellulose gel may be performed for 1 hour to 3 hours, 1 hour to 2 hours, 1 hour to 1 hour 30 minutes, or 1 hour 30 minutes to 2 hours. By adjusting the temperature and time for preparing the cellulose gel within the above-described range, the bio-gel may be stably prepared from the suspension.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;는 1시간 이상 24시간 이하의 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;는 1시간 이상 18시간 이하, 1시간 이상 12시간 이하, 6시간 이상 24시간 이하, 12시간 이상 24시간 이하 또는 6시간 이상 18시간 이하의 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 셀룰로오스 겔을 침지시키는 시간을 전술한 범위로 조절함으로써, 바이오 겔의 탈수 및 건조가 보다 용이할 수 있고, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, immersing the cellulose gel in water or saline; may be performed for 1 hour or more and 24 hours or less. Specifically, immersing the cellulose gel in water or saline; is 1 hour or more and 18 hours or less, 1 hour or more and 12 hours or less, 6 hours or more and 24 hours or less, 12 hours or more and 24 hours or less, or 6 hours or more and 18 hours or less It may be performed during the time of By adjusting the immersion time of the cellulose gel within the above range, dehydration and drying of the biogel can be more easily performed, and the drying time of the gel can be shortened without using a separate organic solvent in the post-treatment process, thereby achieving economic feasibility and safety. can increase

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;는 상기 물 또는 염수와 상기 셀룰로오스 겔을 5:1 이상 20:1 이하의 중량비로 혼합하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;는 상기 물 또는 염수와 상기 셀룰로오스 겔을 5:1 이상 19:1 이하, 5:1 이상 18:1 이하, 5:1 이상 17:1 이하, 5:1 이상 16:1 이하, 6:1 이상 20:1 이하, 7:1 이상 20:1 이하, 8:1 이상 20:1 이하, 9:1 이상 20:1 이하, 10:1 이상 20:1 이하, 7:1 이상 18:1 이하 또는 9:1 이상 16:1 이하의 중량비로 혼합하는 것일 수 있다. 상기 혼합비를 전술한 범위로 조절함으로써, 바이오 겔의 탈수 및 건조가 보다 용이할 수 있고, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔의 건조 시간을 단축하여 경제성 및 안전성을 높일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, immersing the cellulose gel in water or saline; may include mixing the water or saline and the cellulose gel at a weight ratio of 5:1 or more and 20:1 or less. Specifically, the step of immersing the cellulose gel in water or saline; the water or saline and the cellulose gel in a ratio of 5:1 or more to 19:1 or less, 5:1 or more to 18:1 or less, 5:1 or more to 17:1 5:1 or more 16:1 or less, 6:1 or more 20:1 or less, 7:1 or more 20:1 or less, 8:1 or more 20:1 or less, 9:1 or more 20:1 or less, 10:1 It may be mixed in a weight ratio of 20:1 or less, 7:1 or more and 18:1 or less, or 9:1 or more and 16:1 or less. By adjusting the mixing ratio within the above range, dehydration and drying of the biogel can be more easily performed, and the drying time of the gel can be shortened without using a separate organic solvent in the post-treatment process, thereby improving economic feasibility and safety.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염수는 상기 염을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 염수는 현탁액 제조 또는 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계에서 첨가되는 염과 동일하거나 상이한 염을 포함할 수 있고, 상기 염수가 상기 현탁액 제조, 세척 또는 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계에서 첨가되는 염과 동일한 염을 포함하는 경우, 바이오 겔의 탈수 및 건조 효율이 보다 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the brine may contain the salt. Specifically, the saline may include the same or different salt as the salt added in the step of preparing the suspension or preparing the cellulose gel mixture, and the saline is added in the step of preparing the suspension, washing, or preparing the cellulose gel mixture In the case of including the same salt as the salt, the efficiency of dehydration and drying of the biogel may be better.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 침지된 셀룰로오스 겔을 세척하는 단계;를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 세척은 물 또는 염수를 사용하여 상기 침지된 셀룰로오스 겔의 불순물을 제거하는 것일 수 있다. 상기 세척은 수 회 반복되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 상기 세척은 물 또는 염수로 1 내지 5 회 수행되는 것일 수 있다. 전술한 조건의 세척을 수행하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유력 등의 물성이 보다 우수할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, washing the immersed cellulose gel; may include. Specifically, the washing may be to remove impurities from the immersed cellulose gel using water or saline. The washing may be repeated several times, for example, the washing may be performed 1 to 5 times with water or saline. In the case of performing the washing under the above-mentioned conditions, physical properties such as water absorption rate and water holding capacity of the prepared biogel may be more excellent.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염수는 현탁액 제조 또는 후처리 공정에서 사용되는 염수와 동일하거나 상이한 것일 수 있고, 후처리 공정에서 사용되는 염과 동일하거나 상이한 염을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 염수는 현탁액 제조, 침지 또는 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계에서 첨가되는 염과 동일하거나 상이한 염을 포함할 수 있다. 상기 염수가 현탁액 제조 또는 침지에 사용되는 염수와 동일하거나, 상기 염과 동일한 염을 포함하는 경우, 불순물 제거가 용이하여 제조되는 바이오 겔의 물성이 보다 우수할 있고, 탈수 및 건조 효율이 보다 우수할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the saline may be the same as or different from the saline used in the suspension preparation or post-treatment process, and may include the same or different salt from the salt used in the post-treatment process. More specifically, the brine may include the same or different salts as those added in the step of preparing the suspension, immersion, or preparing the cellulose gel mixture. When the brine is the same as the brine used for suspension preparation or immersion, or contains the same salt as the salt, impurities can be easily removed, and the biogel produced can have better physical properties and better dehydration and drying efficiency. can

본 발명의 일시상태에 따르면, 상기 세척된 셀룰로오스 겔에 염을 혼합하고 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.According to a temporary state of the present invention, preparing a cellulose gel mixture by mixing and homogenizing a salt in the washed cellulose gel; may include.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 염은 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘 및 염화마그네슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 염은 염화나트륨일 수 있다. 전술한 종류의 염을 사용하는 경우, 상기 염이 바이오 겔의 빠른 탈수를 유도하여, 바이오 겔의 건조 시간을 보다 단축시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the salt may include at least one of sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride and magnesium chloride. For example, the salt may be sodium chloride. In the case of using the above-mentioned type of salt, the salt induces rapid dehydration of the biogel, so that the drying time of the biogel can be further shortened.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 염의 함량은 0.5 중량부 이상 30 중량부 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 염의 함량은 0.5 중량부 이상 25 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 20 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 15 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 10 중량부 이하, 0.5 중량부 이상 7 중량부 이하, 1 중량부 이상 30 중량부 이하, 2 중량부 이상 30 중량부 이하, 4 중량부 이상 30 중량부 이하, 7 중량부 이상 30 중량부 이하, 1 중량부 이상 20 중량부 이하 또는 2 중량부 이상 10 중량부 이하인 것일 수 있다. 상기 염의 함량이 전술한 범위를 만족하는 경우, 바이오 겔의 탈수과정에서 수분 흡수율 및 수분 보유량이 감소하여, 바이오 겔의 빠른 탈수를 유도할 수 있고, 바이오 겔의 건조 시간을 보다 단축시킬 수 있다. 또한, 제조되는 바이오 겔이 흡습 소재에 적용되기 적절한 수분 흡수율을 가질 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the amount of the salt may be 0.5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the salt. Specifically, based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the salt, the salt content is 0.5 parts by weight or more and 25 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or more and 7 parts by weight or less, 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, 2 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, 4 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, 7 parts by weight or more 30 It may be 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less, or 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less. When the content of the salt satisfies the aforementioned range, the rate of water absorption and water retention are reduced during the dehydration process of the biogel, leading to rapid dehydration of the biogel and shortening the drying time of the biogel. In addition, the prepared biogel may have an appropriate water absorption rate to be applied to a hygroscopic material.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 세척된 셀룰로오스 겔에 염을 혼합하고 균질화하여 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;는 100 rpm 이상 1000 rpm 이하의 회전속도로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계가 수행되는 회전속도는 200 rpm 이상 1000 rpm 이하, 400 rpm 이상 1000 rpm 이하, 600 rpm 이상 1000 rpm 이하, 800 rpm 이상 1000 rpm 이하, 또는 800 rpm 이상 1000 rpm 이하일 수 있다. 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계가 수행되는 회전속도를 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 효과적으로 균질화하여 바이오 겔의 건조가 보다 용이할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing the cellulose gel mixture by mixing and homogenizing the washed cellulose gel with a salt; may be performed at a rotational speed of 100 rpm or more and 1000 rpm or less. Specifically, the rotation speed at which the step of preparing the cellulose gel mixture is performed is 200 rpm or more and 1000 rpm or less, 400 rpm or more and 1000 rpm or less, 600 rpm or more and 1000 rpm or less, 800 rpm or more and 1000 rpm or less, or 800 rpm or more 1000 rpm or less. By adjusting the rotational speed at which the preparing of the cellulose gel mixture is performed within the above-described range, the prepared cellulose gel mixture is effectively homogenized and drying of the biogel may be more easily performed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물의 입자크기는 0.1 mm 이상 1 cm 이하일 수 있다. 상기 셀룰로오스 겔 혼합물의 입자크기가 전술한 범위를 만족하는 경우, 후술하는 분쇄 과정을 통한 바이오 겔의 입자크기 조절이 보다 용이할 수 있고, 제조되는 바이오 겔의 물성이 보다 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the particle size of the cellulose gel mixture may be 0.1 mm or more and 1 cm or less. When the particle size of the cellulose gel mixture satisfies the aforementioned range, the particle size of the biogel may be more easily controlled through the pulverization process described later, and the physical properties of the produced biogel may be better.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 세척된 셀룰로오스 겔에 염을 혼합하고 균질화하여 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;는 상기 균질화된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 세척된 셀룰로오스 겔에 상기 염을 첨가하고 혼합한 후 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 과정에서, 바이오 겔의 물성을 보다 개선하기 위해 극성기 함유 셀룰로오스를 추가적으로 혼합하는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, mixing the washed cellulose gel with a salt and homogenizing to prepare the cellulose gel mixture; mixing the homogenized cellulose gel with polar group-containing cellulose; may further include there is. Specifically, in the process of preparing a cellulose gel mixture by adding and mixing the salt to the washed cellulose gel and then homogenizing it, polar group-containing cellulose may be additionally mixed in order to further improve the physical properties of the biogel.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 극성기 함유 셀룰로오스는 카르복실기 함유 셀룰로오스, 아세틸기 함유 셀룰로오스, 니트로기 함유 셀룰로오스 및 하이드록시기 함유 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 카르복실기 함유 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 카르복시메틸에틸 셀룰로오스 및 카르복시에틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아세틸기 함유 셀룰로오스는 셀룰로오스 아세테이트(CA), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 아세틸메틸 셀룰로오스 및 아세틸에틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 니트로기 함유 셀룰로오스는 셀룰로오스 니트레이트(CN)일 수 있다. 또한, 상기 하이드록시기 함유 셀룰로오스는 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 메틸 2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 하이드록시부틸메틸 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율, 초기 수분 흡수속도 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 개선시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the polar group-containing cellulose may include at least one of a carboxyl group-containing cellulose, an acetyl group-containing cellulose, a nitro group-containing cellulose, and a hydroxyl group-containing cellulose. More specifically, the carboxyl group-containing cellulose may include at least one of carboxymethyl cellulose (CMC), carboxymethylethyl cellulose, and carboxyethylmethyl cellulose. In addition, the acetyl group-containing cellulose may include at least one of cellulose acetate (CA), triacetyl cellulose (TAC), acetylmethyl cellulose, and acetylethyl cellulose. In addition, the nitro group-containing cellulose may be cellulose nitrate (CN). In addition, the hydroxy group-containing cellulose includes hydroxypropylmethyl cellulose, hydroxyethylmethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, 2-hydroxyethyl cellulose, methyl 2-hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and hydroxybutylmethyl It may contain at least one of cellulose. When the polar group-containing cellulose is mixed, physical properties such as water absorption rate, initial water absorption rate, and water retention rate of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 균질화된 상기 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;는 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여, 상기 극성기 함유 셀룰로오스를 5 중량부 이상 30 중량부 이하로 혼합하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 균질화된 상기 셀룰로오스 겔의 전건 중량 100 중량부에 대하여, 상기 극성기 함유 셀룰로오스를 5 중량부 이상 30 중량부 이하로 혼합하는 것일 수 있다. 상기 극성기 함유 셀룰로오스의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 제조되는 바이오 겔이 안정적으로 형성될 수 있고, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing a cellulose gel mixture by mixing the homogenized cellulose gel and the polar group-containing cellulose; 5 parts by weight of the polar group-containing cellulose with respect to 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel It may be to mix more than 30 parts by weight or less. Specifically, based on 100 parts by weight of the total dry weight of the homogenized cellulose gel, the polar group-containing cellulose may be mixed in an amount of 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less. By adjusting the content of the polar group-containing cellulose within the above-described range, the prepared biogel can be stably formed, and physical properties such as water absorption and water retention of the prepared biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 상기 균질화된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 단계;는 100 rpm 이상 1000 rpm 이하의 회전속도로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 균질화된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 단계;가 수행되는 회전속도는 200 rpm 이상 1000 rpm 이하, 400 rpm 이상 1000 rpm 이하, 600 rpm 이상 1000 rpm 이하, 800 rpm 이상 1000 rpm 이하, 또는 800 rpm 이상 1000 rpm 이하일 수 있다. 상기 균질화된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 단계가 수행되는 회전속도를 전술한 범위로 조절하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 물성이 보다 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the mixing of the homogenized cellulose gel and the polar group-containing cellulose; may be performed at a rotational speed of 100 rpm or more and 1000 rpm or less. Specifically, mixing the homogenized cellulose gel and the polar group-containing cellulose; the rotational speed at which this is performed is 200 rpm or more and 1000 rpm or less, 400 rpm or more and 1000 rpm or less, 600 rpm or more and 1000 rpm or less, 800 rpm or more and 1000 rpm or less , or 800 rpm or more and 1000 rpm or less. When the rotational speed at which the mixing of the homogenized cellulose gel and the polar group-containing cellulose is performed is adjusted within the above-mentioned range, the produced bio-gel may have better physical properties.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 탈수, 건조 및 분쇄하여 바이오 겔을 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 탈수, 건조 및 분쇄 단계를 포함함으로써, 상기 혼합물의 용제를 제거하여 바이오 겔을 제조할 수 있으며, 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량을 효과적으로 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing a bio-gel by dehydrating, drying and pulverizing the cellulose gel mixture; may further include. Specifically, by including the steps of dehydration, drying, and grinding, the biogel can be prepared by removing the solvent from the mixture, and the water absorption rate and water retention of the biogel can be effectively improved.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 혼합물을 탈수시키는 단계는 감압 여과, 중력 여과, 압축 여과 또는 진공 여과의 방법으로 수행되는 것일 수 있다. 상기 탈수시키는 단계를 통해, 이후 건조 단계에서 상기 바이오 겔에 함유된 상기 용제를 효과적으로 제거할 수 있어 건조 효율이 향상되며, 상기 바이오 겔을 제조하는 시간 및 비용을 보다 저감할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of dehydrating the mixture may be performed by a method of vacuum filtration, gravity filtration, compression filtration, or vacuum filtration. Through the dehydrating step, the solvent contained in the biogel can be effectively removed in the subsequent drying step, so that the drying efficiency is improved and the time and cost of preparing the biogel can be further reduced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 건조시키는 단계는 열풍 건조, 감압 건조 또는 자연 건조의 방법으로 수행되는 것일 수 있다. 상기 열풍 건조, 감압 건조 또는 자연 건조의 방법으로 건조함으로써, 최종적으로 생성되는 바이오 겔이 건조 후에도 재응집되지 않으므로, 우수한 수분흡수율 및 초기 수분 흡수속도를 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, drying the cellulose gel mixture may be performed by hot air drying, reduced pressure drying, or natural drying. By drying by the method of hot air drying, reduced pressure drying, or natural drying, the finally produced biogel does not re-aggregate after drying, so it can have excellent water absorption rate and initial water absorption rate.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 건조시키는 단계는 40 ℃ 이상 100 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 건조의 온도 범위가 전술한 범위 내인 경우, 제조된 바이오 겔에 열에 의한 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 상기 바이오 겔을 효율적으로 제조할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of drying the cellulose gel mixture may be performed at a temperature of 40 °C or more and less than 100 °C. When the temperature range of the drying is within the above-mentioned range, it is possible to prevent heat-induced damage to the prepared biogel, and the biogel can be efficiently produced.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 분쇄하는 단계는 상기 건조된 셀룰로오스 겔 혼합물 입자크기를 직경이 0.1 mm 이상 1.0 mm 이하로 조절하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 분쇄는 건조된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물 입자크기를 직경이 0.1 mm 이상 0.7 mm 이하, 0.1 mm 이상 0.7 mm 이하, 0.1 mm 이상 0.6 mm 이하, 0.1 mm 이상 0.5 mm 이하, 0.3 mm 이상 1.0 mm 이하, 0.5 mm 이상 1.0 mm 이하 또는 0.3 mm 이상 0.7 mm 이하로 조절하는 것일 수 있다. 건조된 셀룰로오스 겔 혼합물의 입자크기를 전술한 범위 내로 조절하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 분쇄는 분쇄기를 사용한 분쇄 등 통상의 방법으로 수행되는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the step of grinding the cellulose gel mixture may be to adjust the particle size of the dried cellulose gel mixture to a diameter of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. Specifically, the pulverization reduces the particle size of the dried cellulose gel mixture to a diameter of 0.1 mm or more and 0.7 mm or less, 0.1 mm or more and 0.7 mm or less, 0.1 mm or more and 0.6 mm or less, 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, 0.3 mm or more and 1.0 mm or more. Or less, it may be adjusted to 0.5 mm or more and 1.0 mm or less or 0.3 mm or more and 0.7 mm or less. When the particle size of the dried cellulose gel mixture is adjusted within the above-described range, the water absorption rate and water retention rate of the prepared biogel can be effectively improved. In addition, the grinding may be performed by a conventional method such as grinding using a grinder.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔을 제조하는 단계;는 상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물을 유기용매로 추가 세척하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오 겔을 제조하는 단계;는 물 또는 염수로 세척 하여 겔 내부의 물을 탈수한 후, 세척 및 건조 과정에서 유기용매를 사용하여 추가 세척함으로써, 바이오 겔의 수분 흡수율 및 수분 보유량 등의 물성을 보다 향상시키는 것일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, preparing the bio-gel; may further include washing the dehydrated cellulose gel mixture with an organic solvent. Specifically, the step of preparing the biogel; is washed with water or brine to dehydrate the water inside the gel, and then additionally washed using an organic solvent in the washing and drying process, such as the water absorption rate and water retention of the biogel It may be to further improve the physical properties of.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기용매는 1 이상 3 이하의 탄소 수를 갖는 알코올일 수 있고, 예를 들어, 에탄올일 수 있다. 전술한 종류의 유기용매를 사용하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 물성이 보다 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the organic solvent may be alcohol having a carbon number of 1 or more and 3 or less, for example, ethanol. In the case of using the organic solvent of the above-mentioned type, the physical properties of the prepared bio-gel may be more excellent.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기용매는 상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물과 1:1 이상 5:1 이하의 중량비로 혼합되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기용매는 상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물과 1:1 이상 4:1 이하, 1:1 이상 3:1 이하, 2:1 이상 5:1 이하, 3:1 이상 5:1 이하 또는 2:1 이상 4:1 이하의 중량비로 혼합되는 것일 수 있다. 상기 유기용매와 상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물의 중량비가 전술한 범위를 만족하는 경우, 제조되는 바이오 겔의 물성이 보다 우수하면서도, 바이오 겔의 세척 및 건조 과정에서 50 배 이상의 유기용매를 사용하는 기존 공정에 비하여 적은 양의 유기용매만을 사용하므로 경제성 및 안전성이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the organic solvent may be mixed with the dehydrated cellulose gel mixture in a weight ratio of 1:1 or more and 5:1 or less. Specifically, the organic solvent is 1: 1 or more 4: 1 or less, 1: 1 or more 3: 1 or less, 2: 1 or more 5: 1 or less, 3: 1 or more 5: 1 or less with the dehydrated cellulose gel mixture It may be mixed in a weight ratio of 2:1 or more and 4:1 or less. When the weight ratio of the organic solvent and the dehydrated cellulose gel mixture satisfies the above range, the physical properties of the biogel produced are better, and the organic solvent is used 50 times or more in the washing and drying process of the biogel Existing process Since only a small amount of organic solvent is used compared to the above, economic feasibility and safety may be excellent.

본 발명의 일 실시상태는 상기 제조 방법으로 제조된 바이오 겔을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a bio-gel prepared by the above manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태에 따른 바이오 겔은 생분해성, 수분흡수율 및 수분 보유력이 우수할 수 있다. Biogel according to an exemplary embodiment of the present invention may have excellent biodegradability, water absorption rate, and water retention.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔의 수분 흡수율은 1,000 % 이상 5,000 % 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오 겔의 수분 흡수율은 1,000 % 이상, 1,300 % 이상, 1,500 % 이상, 1,700 % 이상 또는 2,000 % 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오 겔의 수분 흡수율은 5,000 % 이하, 4,500 % 이하, 4,000 % 이하 또는 3,500 % 이하일 수 있다. 전술한 범위의 수분 흡수율을 만족하는 상기 바이오 겔은 흡수성 물품에 효과적으로 적용될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the water absorption rate of the biogel may be 1,000% or more and 5,000% or less. Specifically, the water absorption rate of the biogel may be 1,000% or more, 1,300% or more, 1,500% or more, 1,700% or more, or 2,000% or more. Specifically, the water absorption rate of the biogel may be 5,000% or less, 4,500% or less, 4,000% or less, or 3,500% or less. The bio-gel that satisfies the water absorption rate in the above range can be effectively applied to an absorbent article.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔의 수분 흡수율은, 식염수에 대한 바이오 겔의 흡수율일 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오겔은 증류수 및 식염수에 대한 흡수율이 모두 우수할 수 있으며, 증류수에 대한 흡수율은 상기 식염수에 대한 바이오 겔의 흡수율보다 높을 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the water absorption rate of the biogel may be the absorption rate of the biogel to saline solution. Specifically, the biogel may have excellent absorption rates for both distilled water and saline, and the absorption rate for distilled water may be higher than that of the biogel for saline.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔 1g 당 수분 보유량은 10 g 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 바이오 겔 1g 당 수분 보유량은 10 g 이상 300 g 이하, 10 g 이상 250 g 이하, 10 g 이상 200 g 이하, 10 g 이상 150 g 이하, 10 g 이상 100 g 이하, 30 g 이상 300 g 이하, 50 g 이상 300 g 이하, 100 g 이상 300 g 이하 또는 70 g 이상 250 g 이하일 수 있다. 전술한 범위의 수분 보유량을 만족하는 상기 바이오 겔은 흡수성 물품에 효과적으로 적용될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the water retention per 1 g of the bio-gel may be 10 g or more. Specifically, the water retention per 1 g of the biogel is 10 g or more and 300 g or less, 10 g or more and 250 g or less, 10 g or more and 200 g or less, 10 g or more and 150 g or less, 10 g or more and 100 g or less, 30 g or more 300 g or less, 50 g or more and 300 g or less, 100 g or more and 300 g or less, or 70 g or more and 250 g or less. The biogel that satisfies the water retention in the above range can be effectively applied to an absorbent article.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔은 셀룰로오스계 다공성 물질일 수 있고, 상기 셀룰로오스계 다공성 물질은 에어로겔(aerogel) 크세로겔(xerogel), 또는 크라이오겔(cryogel)의 형태로 형성될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the biogel may be a cellulose-based porous material, and the cellulose-based porous material may be formed in the form of airgel, xerogel, or cryogel. there is.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 바이오 겔은 유아용 및 성인용 기저귀, 여성용 생리대 등의 위생용품뿐만 아니라 농업용 토양 수분조절제, 식품포장용 흡수패드 및 아이스팩, 의료용 하이드로패치 등의 용도로 사용될 수 있으며, 생분해성을 가지므로 난분해성 흡수성 물품의 소각 및 매립 과정에서 발생하는 심각한 환경오염을 저감할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the biogel can be used for sanitary products such as diapers for infants and adults and sanitary napkins for women, as well as agricultural soil moisture regulators, absorbent pads and ice packs for food packaging, medical hydropatch, and the like, and is biodegradable. Since it has properties, it is possible to reduce serious environmental pollution occurring in the process of incineration and landfill of non-degradable absorbent articles.

본 발명의 일 실시상태는 상기 제조 방법으로 제조된 바이오 겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하는 것인 흡수성 물품을 제공한다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 흡수성 물품은 친환경적이며, 비독성 및 생분해성 특성을 가지는 이점이 있다.An exemplary embodiment of the present invention provides an absorbent article comprising an absorbent structure comprising biogel manufactured by the above manufacturing method. An absorbent article according to an exemplary embodiment of the present invention is environmentally friendly and has advantages of being non-toxic and biodegradable.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 흡수 구조체는 상기 바이오 겔을 압축하여 복수의 흡수층을 제조하고, 제조된 복수의 흡수층을 서로 접합하여 상기 흡수 구조체를 제조하는 것일 수 있다. 이때, 상기 바이오 겔을 압축하는 방법은, 당업계에서 사용되는 압축기 등을 이용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the absorbent structure may be manufactured by compressing the biogel to prepare a plurality of absorbent layers, and bonding the prepared plurality of absorbent layers to each other. In this case, as a method of compressing the biogel, a compressor or the like used in the art may be used.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 흡수 구조체의 수분 흡수율은 자체 중량 대비 10 배 이상 30 배 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡수 구조체의 수분 흡수율은 자체 중량 대비 10 배 이상 25 배 이하, 10 배 이상 20 배 이하, 15 배 이상 30 배 이하, 20 배 이상 30 배 이하 또는 15 배 이상 25 배 이하 인 것일 수 있다. 상기 흡수 구조체가 전술한 범위의 수분 흡수율을 갖는 경우, 이를 포함하는 흡수성 물품의 수분 흡수율 및 수분 보유력 등이 우수할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the water absorption rate of the absorbent structure may be 10 times or more and 30 times or less compared to its own weight. Specifically, the water absorption rate of the absorbent structure may be 10 times or more and 25 times or less, 10 times or more and 20 times or less, 15 times or more and 30 times or less, 20 times or more and 30 times or less, or 15 times or more and 25 times or less compared to their own weight. there is. When the absorbent structure has a water absorption rate within the aforementioned range, the water absorption rate and water retention capacity of the absorbent article including the absorbent structure may be excellent.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 흡수 구조체의 수분 흡수율은, 식염수에 대한 흡수 구조체의 흡수율일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡수 구조체는 증류수 및 식염수에 대한 흡수율이 모두 우수할 수 있으며, 증류수에 대한 흡수율은 상기 식염수에 대한 흡수 구조체의 흡수율보다 높을 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the water absorption rate of the absorbent structure may be the absorption rate of the absorbent structure for saline water. Specifically, the absorbent structure may have excellent water absorption rates for distilled water and saline water, and the water absorption rate for distilled water may be higher than that of the absorbent structure for saline water.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 흡수성 물품은 위생용품, 토양수분조절제, 흡수패드, 아이스팩 및 하이드로패치 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 흡수성 물품은 유아용 및 성인용 기저귀, 여성용 생리대 등의 위생용품, 농업 또는 원예용 토양수분조절제, 식품포장용 흡수패드, 아이스팩 및 의료용 하이드로패치 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 전술한 종류의 흡수성 물품은, 상기 바이오 겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하므로 우수한 수분 흡수율을 가지면서도, 생분해성을 가지므로 소각 및 매립 과정에서 발생하는 환경오염을 저감할 수 있어 친환경적일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the absorbent article may include at least one of a sanitary product, a soil moisture regulator, an absorbent pad, an ice pack, and a hydro patch. Specifically, the absorbent article may include at least one of sanitary products such as diapers for infants and adults, sanitary pads for women, soil moisture regulators for agriculture or horticulture, absorbent pads for food packaging, ice packs, and medical hydro patches. Since the absorbent article of the above-described type includes the absorbent structure including the biogel, it has an excellent water absorption rate and biodegradability, so it can reduce environmental pollution generated in the process of incineration and landfill, and thus can be environmentally friendly.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to explain the present invention in detail. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments herein are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예: 바이오 겔의 제조Example: Preparation of biogel

실시예 1Example 1

실시예 1-1Example 1-1

셀룰로오스 원료로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 증류수와 혼합하여, 셀룰로오스 현탁액을 제조하였다. 이때, 현탁액 100 중량부를 기준으로, 카르복시메틸 셀룰로오스의 함량은 3 중량부이었다.A cellulose suspension was prepared by mixing carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 with distilled water as a cellulose raw material. At this time, based on 100 parts by weight of the suspension, the content of carboxymethyl cellulose was 3 parts by weight.

이후, 현탁액에 아크릴계 단량체로서 아크릴산(AA, Acrylic acid, Guaranteed, DAEJUNG Chemicals & Metals co. Ltd., Korea), 중합개시제로서 과황산칼륨(K, Potassium persulfate 99.0%, Special grade, SAMJUNG Chemicals co. Ltd., Korea) 및 가교제로서 N, N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBA, N, N'-methylenebisacrylamide, Alfa Aesar)를 차례로 첨가하였다. 이때, 상기 현탁액 100 중량부에 대하여, 아크릴산의 함량은 7 중량부, 과황산칼륨의 함량은 0.4 중량부, N, N'-메틸렌비스아크릴아마이드의 함량은 0.2 중량부 이었다.Thereafter, acrylic acid (AA, Acrylic acid, Guaranteed, DAEJUNG Chemicals & Metals co. Ltd., Korea) as an acrylic monomer and potassium persulfate (K, Potassium persulfate 99.0%, Special grade, SAMJUNG Chemicals co. Ltd., SAMJUNG Chemicals co. Ltd. ., Korea) and N, N'-methylenebisacrylamide (MBA, N, N'-methylenebisacrylamide, Alfa Aesar) as a crosslinking agent were added in turn. At this time, based on 100 parts by weight of the suspension, the content of acrylic acid was 7 parts by weight, the content of potassium persulfate was 0.4 parts by weight, and the content of N, N'-methylenebisacrylamide was 0.2 parts by weight.

이후, 상기 현탁액과 아크릴산, 과황산칼륨 및 N, N'-메틸렌비스아크릴아마이드의 혼합물을 교반기를 이용하여 600 rpm으로 10 분 동안 교반하고, 교반 중지 상태에서 70 ℃의 온도에서 1시간 30분동안 반응시켰다. 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔은 증류수에 18 시간 동안 침지시켰다. 이때, 상기 침지에 사용된 증류수의 혼합비는 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여, 2000 중량부이었다.Thereafter, the mixture of acrylic acid, potassium persulfate, and N, N'-methylenebisacrylamide was stirred for 10 minutes at 600 rpm using a stirrer, and at a temperature of 70 ° C. for 1 hour and 30 minutes with stirring stopped. reacted After the reaction, the resulting cellulose gel was soaked in distilled water for 18 hours. At this time, the mixing ratio of the distilled water used for the immersion was 2000 parts by weight based on 100 parts by weight of the cellulose gel.

이후, 200 메쉬망에서 여과하여 증류수로 3 내지 4 회 반복 세척하고, 세척된 셀룰로오스 겔에 염으로서 염화나트륨(NaCl, Sodium chloride)을 첨가한 후 800 rpm으로 10 분 동안 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하였다. 이때, 염화나트륨의 함량은 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 0.9 중량부로 조절하고, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물의 입자크기는 직경 0.1 mm 이상 1.0 cm 이하로 조절하였다.Thereafter, it was filtered through a 200 mesh net, washed three to four times with distilled water, and sodium chloride (NaCl, Sodium chloride) was added as a salt to the washed cellulose gel, followed by homogenization at 800 rpm for 10 minutes to prepare a cellulose gel mixture. . At this time, the content of sodium chloride was adjusted to 0.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride, and the particle size of the cellulose gel mixture was adjusted to a diameter of 0.1 mm or more and 1.0 cm or less.

이후, 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 탈수시킨 후, 50 ℃의 oven(JSOP-100, JS Research Inc., Korea)에서 시료를 건조하여 일부 제거되지 못한 용액을 완전히 제거하고, 분쇄하여 입자크기가 1.0 mm 이하인 바이오 겔을 제조하였다. Then, after dehydrating the cellulose gel mixture, the sample was dried in an oven (JSOP-100, JS Research Inc., Korea) at 50 ° C. to completely remove the solution that was not partially removed, and then pulverized to obtain a particle size of 1.0 mm or less. A biogel was prepared.

실시예 1-2Example 1-2

상기 실시예 1-1에서, 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량을 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 2.0 중량부로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the same method as in Example 1-1, except that the amount of sodium chloride added as a salt was adjusted to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride. A biogel was prepared.

실시예 1-3Examples 1-3

상기 실시예 1-1에서, 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량을 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 4.0 중량부로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the same method as in Example 1-1, except that the amount of sodium chloride added as a salt was adjusted to 4.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride. A biogel was prepared.

실시예 1-4Example 1-4

상기 실시예 1-1에서, 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량을 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 7.0 중량부로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the same method as in Example 1-1, except that the amount of sodium chloride added as a salt was adjusted to 7.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride. A biogel was prepared.

실시예 1-5Example 1-5

상기 실시예 1-1에서, 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량을 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 10.0 중량부로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the same method as in Example 1-1, except that the amount of sodium chloride added as a salt was adjusted to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride. A biogel was prepared.

실시예 1-6Example 1-6

상기 실시예 1-1에서, 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량을 상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염화나트륨의 총 중량 100 중량부를 기준으로 20.0 중량부로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the same method as in Example 1-1, except that the amount of sodium chloride added as a salt was adjusted to 20.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the sodium chloride. A biogel was prepared.

실시예 2Example 2

실시예 2-1Example 2-1

상기 실시예 1-1에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-1, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Example 1-1, except for repeated washing 4 times.

실시예 2-2Example 2-2

상기 실시예 1-2에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-2과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-2, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that it was repeatedly washed 4 times.

실시예 2-3Example 2-3

상기 실시예 1-3에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-3, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Examples 1-3, except that it was repeatedly washed 4 times.

실시예 2-4Example 2-4

상기 실시예 1-4에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-4과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-4, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of a 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Examples 1-4, except that it was repeatedly washed 4 times.

실시예 2-5Example 2-5

상기 실시예 1-5에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-5과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-5, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Examples 1-5, except that it was repeatedly washed 4 times.

실시예 2-6Example 2-6

상기 실시예 1-6에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 0.9 % 염화나트륨 수용액에 18 시간 동안 침지시킨 후, 200 메쉬망에서 0.9 % 염화나트륨 수용액으로 3 내지 4 회 반복 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-6과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 1-6, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of 0.9% sodium chloride aqueous solution based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 18 hours, and then 3 to 200 mesh with 0.9% sodium chloride aqueous solution. A biogel was prepared in the same manner as in Examples 1-6, except that it was repeatedly washed 4 times.

실시예 3Example 3

실시예 3-1Example 3-1

상기 실시예 2-1에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC powder, Carboxymethyl cellulose)를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 2-1, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose (CMC powder, Carboxymethyl cellulose) having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel, based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, , A biogel was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring at 800 rpm for 10 minutes.

실시예 3-2Example 3-2

상기 실시예 2-2에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-2과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 2-2, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Example 2-2, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 3-3Example 3-3

상기 실시예 2-3에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-3과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 2-3, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as a polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Example 2-3, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 3-4Example 3-4

상기 실시예 2-4에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-4와 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Examples 2-4, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Examples 2-4, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 3-5Example 3-5

상기 실시예 2-5에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-5와 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 2-5, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Examples 2-5, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 3-6Example 3-6

상기 실시예 2-6에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-6과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 2-6, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as a polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Examples 2-6, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 4Example 4

실시예 4-1Example 4-1

상기 실시예 2-5에서, 탈수된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물을, 유기용매로서 에탄올(99.9%)을 첨가하여 추가 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 2-5와 동일한 벙법으로 바이오 겔을 제조하였다. 이때, 탈수된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물 100 중량부에 대하여, 에탄올의 함량을 100 중량부로 조절하였다.In Example 2-5, biogel was prepared in the same manner as in Example 2-5, except that the dehydrated cellulose gel mixture was additionally washed by adding ethanol (99.9%) as an organic solvent. At this time, the content of ethanol was adjusted to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the dehydrated cellulose gel mixture.

실시예 4-2Example 4-2

상기 실시예 4-1에서, 탈수된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물 100 중량부에 대하여, 에탄올의 함량을 200 중량부로 조절하여 추가 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 4-1, with respect to 100 parts by weight of the dehydrated cellulose gel mixture, the content of ethanol was adjusted to 200 parts by weight and additionally washed, and the biogel was prepared in the same manner as in Example 4-1 did

실시예 4-3Example 4-3

상기 실시예 4-1에서, 탈수된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물 100 중량부에 대하여, 에탄올의 함량을 300 중량부로 조절하여 추가 세척한 것을 제외하고, 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 4-1, with respect to 100 parts by weight of the dehydrated cellulose gel mixture, the content of ethanol was adjusted to 300 parts by weight and additional washing was performed, and biogel was prepared in the same manner as in Example 4-1. did

실시예 5Example 5

실시예 5-1Example 5-1

상기 실시예 4-1에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 4-1, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as a polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes A biogel was prepared in the same manner as in Example 4-1, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 5-2Example 5-2

상기 실시예 4-2에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 4-2와 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 4-2, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as a polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and at 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Example 4-2, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

실시예 5-3Example 5-3

상기 실시예 4-3에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여, 30 중량부 첨가하고 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 4-3과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Example 4-3, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel, based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and 800 rpm for 10 minutes Biogel was prepared in the same manner as in Example 4-3, except that the cellulose gel mixture was prepared by stirring.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1-1에서, 세척된 셀룰로오스 겔에 염으로서 염화나트륨을 첨가하지 않고 800 rpm으로 10 분 동안 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the biogel was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the washed cellulose gel was homogenized at 800 rpm for 10 minutes without adding sodium chloride as a salt to prepare a cellulose gel mixture. was manufactured.

비교예 2Comparative Example 2

상기 비교예 1에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Comparative Example 1, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and stirred at 800 rpm for 10 minutes A biogel was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the cellulose gel mixture was prepared.

비교예 3Comparative Example 3

상기 실시예 1-1에서, 반응 후 생성된 셀룰로오스 겔을, 상기 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여 2000 중량부의 에탄올에 24 시간 동안 침지시키고, 200 메쉬망에서 여과하여 과량의 에탄올로 3 내지 4 회 반복 세척하고, 세척된 셀룰로오스 겔에 염으로서 염화나트륨을 첨가하지 않고 800 rpm으로 10 분 동안 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 바이오 겔을 제조하였다.In Example 1-1, the cellulose gel produced after the reaction was immersed in 2000 parts by weight of ethanol based on 100 parts by weight of the cellulose gel for 24 hours, filtered through a 200 mesh mesh, and repeated 3 to 4 times with excess ethanol. A biogel was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the washed cellulose gel was homogenized at 800 rpm for 10 minutes without adding sodium chloride as a salt to the washed cellulose gel to prepare a cellulose gel mixture.

비교예 4Comparative Example 4

상기 비교예 3에서, 균질화된 상기 셀룰로오스 겔에 극성기 함유 셀룰로오스로서 치환도가 0.8인 카르복시메틸 셀룰로오스를 상기 균질화된 셀룰로오스 겔 전건 100 중량부에 대하여 30 중량부 첨가하고, 800 rpm으로 10 분 동안 교반하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조한 것을 제외하고, 상기 비교예 3과 동일한 방법으로 바이오겔을 제조하였다.In Comparative Example 3, 30 parts by weight of carboxymethyl cellulose having a degree of substitution of 0.8 as polar group-containing cellulose was added to the homogenized cellulose gel based on 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel, and stirred at 800 rpm for 10 minutes A biogel was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, except that the cellulose gel mixture was prepared.

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 비교예 4의 실험 조건을 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.Experimental conditions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized and shown in Table 1 below.

침지immersion 세척wash 염 첨가salt added CMC 첨가CMC added 추가 세척extra wash 실시예 1-1Example 1-1 증류수Distilled water 증류수Distilled water 0.9 중량부 NaCl0.9 parts by weight NaCl -- -- 실시예 1-2Example 1-2 2.0 중량부 NaCl2.0 parts by weight NaCl 실시예 1-3Example 1-3 4.0 중량부 NaCl4.0 parts by weight NaCl 실시예 1-4Example 1-4 7.0 중량부 NaCl7.0 parts by weight NaCl 실시예 1-5Example 1-5 10.0 중량부 NaCl10.0 parts by weight NaCl 실시예 1-6Example 1-6 20.0 중량부 NaCl20.0 parts by weight NaCl 실시예 2-1Example 2-1 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9 중량부 NaCl0.9 parts by weight NaCl -- -- 실시예 2-2Example 2-2 2.0 중량부 NaCl2.0 parts by weight NaCl 실시예 2-3Example 2-3 4.0 중량부 NaCl4.0 parts by weight NaCl 실시예 2-4Example 2-4 7.0 중량부 NaCl7.0 parts by weight NaCl 실시예 2-5Example 2-5 10.0 중량부 NaCl10.0 parts by weight NaCl 실시예 2-6Example 2-6 20.0 중량부 NaCl20.0 parts by weight NaCl 실시예 3-1Example 3-1 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9 중량부 NaCl0.9 parts by weight NaCl 30 중량부30 parts by weight -- 실시예 3-2Example 3-2 2.0 중량부 NaCl2.0 parts by weight NaCl 실시예 3-3Example 3-3 4.0 중량부 NaCl4.0 parts by weight NaCl 실시예 3-4Example 3-4 7.0 중량부 NaCl7.0 parts by weight NaCl 실시예 3-5Example 3-5 10.0 중량부 NaCl10.0 parts by weight NaCl 실시예 3-6Example 3-6 20.0 중량부 NaCl20.0 parts by weight NaCl 실시예 4-1Example 4-1 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9% NaCl0.9% NaCl 10.0 중량부 NaCl10.0 parts by weight NaCl -- 100 중량부 EtOH100 parts EtOH 실시예 4-2Example 4-2 200 중량부 EtOH200 parts by weight EtOH 실시예 4-3Example 4-3 300 중량부 EtOH300 parts by weight EtOH 실시예 5-1Example 5-1 0.9% NaCl0.9% NaCl 0.9% NaCl0.9% NaCl 10.0 중량부 NaCl10.0 parts by weight NaCl 30 중량부30 parts by weight 100 중량부 EtOH100 parts EtOH 실시예 5-2Example 5-2 200 중량부 EtOH200 parts by weight EtOH 실시예 5-3Example 5-3 300 중량부 EtOH300 parts by weight EtOH 비교예 1Comparative Example 1 증류수Distilled water 증류수Distilled water -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 증류수Distilled water 증류수Distilled water -- 30 중량부30 parts by weight -- 비교예 3Comparative Example 3 EtOHEtOH EtOHEtOH -- -- -- 비교예 4Comparative Example 4 EtOHEtOH EtOHEtOH -- 30 중량부30 parts by weight --

실험예Experimental example

탈수 평가dehydration assessment

실시예 1에서 제조된 바이오 겔 시료를 24 시간 건조시킨 후, 건조된 바이오 겔의 사진을 도 1에 나타내었다. After drying the biogel sample prepared in Example 1 for 24 hours, a photograph of the dried biogel is shown in FIG. 1 .

도 1은 본 발명의 실시예 1-1 내지 실시예 1-6에서 제조된 바이오 겔의 24 시간 건조시킨 후 사진을 나타낸 것이다.1 shows a photograph after drying for 24 hours of the biogel prepared in Examples 1-1 to 1-6 of the present invention.

도 1을 참고하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-6에서 제조된 바이오 겔은 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량이 증가할수록 후처리 공정에서의 바이오 겔의 탈수성이 증가하여, 건조 시간을 단축시킬 수 있는 것을 확인하였다. Referring to FIG. 1, in the biogels prepared in Examples 1-1 to 1-6, as the amount of sodium chloride added as a salt increases, the dehydration of the biogel increases in the post-treatment process, thereby shortening the drying time. It was confirmed that it could be shortened.

수분 흡수량 평가Moisture absorption evaluation

실시예 1에서 제조된 바이오 겔의 수분 흡수량을 하기와 같이 측정하였다.The water absorption of the biogel prepared in Example 1 was measured as follows.

실시예 1에서 제조된 바이오 겔을 완전히 건조시키고, 건조된 바이오 겔의 질량을 측정한 후 24 시간 동안 식염수 또는 증류수에 침지시켰다. 이후, 바이오 겔을 건져 내고 5 분간 떨어지는 물기를 제거한 다음, 하기 식 1을 통해 10 분 후, 20 분 후, 30분 후, 1시간 후, 2시간 후, 3시간 후 및 24시간 후의 바이오 겔의 질량을 각각 측정하여 수분 흡수량을 계산하였다. The biogel prepared in Example 1 was completely dried, and after measuring the mass of the dried biogel, it was immersed in saline or distilled water for 24 hours. Thereafter, the biogel is taken out and the water falling for 5 minutes is removed, and then the biogel after 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours and 24 hours through the following formula 1 The water absorption was calculated by measuring the mass of each.

[식 1][Equation 1]

Wt = (Mt - M0)/M0 W t = (M t - M 0 )/M 0

상기 식 1에서, Wt는 t 분 또는 t 시간 후의 식염수 또는 증류수에 대한 수분 흡수량(g/g)이고, Mt는 t 분 또는 t 시간 동안 침지 후의 바이오 겔의 질량(g)이고, M0는 초기 건조된 바이오 겔의 질량(g)이다. 이때, t는 10 분, 30 분, 1 시간, 3 시간 및 24 시간이다. In Equation 1, W t is the water absorption amount (g / g) for saline or distilled water after t minutes or t hours, M t is the mass (g) of the biogel after immersion for t minutes or t hours, M 0 is the mass (g) of the initially dried biogel. At this time, t is 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 3 hours and 24 hours.

이후, 동일한 방법으로 실시예 2 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 4에서 제조된 바이오 겔의 수분 흡수량을 계산하였고, 계산된 수분 흡수량을 하기 표 2 내지 표 8에 각각 나타내었다.Thereafter, the water absorption amount of the biogels prepared in Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 was calculated in the same manner, and the calculated water absorption amounts are shown in Tables 2 to 8, respectively.

식염수 흡수량(g/g)Saline absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 1Comparative Example 1 9.69.6 12.712.7 13.213.2 13.813.8 14.414.4 실시예 1-1Example 1-1 7.77.7 9.39.3 9.79.7 9.89.8 10.510.5 실시예 1-2Example 1-2 7.97.9 9.39.3 9.59.5 9.89.8 10.710.7 실시예 1-3Examples 1-3 8.68.6 9.89.8 10.210.2 11.611.6 11.811.8 실시예 1-4Example 1-4 9.49.4 10.910.9 11.611.6 11.711.7 12.312.3 실시예 1-5Example 1-5 9.39.3 9.69.6 9.69.6 10.510.5 11.411.4 실시예 1-6Example 1-6 7.47.4 7.97.9 8.48.4 9.09.0 10.210.2

식염수 흡수량(g/g)Saline absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 1Comparative Example 1 9.69.6 12.712.7 13.213.2 13.813.8 14.414.4 실시예 2-1Example 2-1 10.310.3 12.012.0 12.712.7 13.313.3 14.414.4 실시예 2-2Example 2-2 9.69.6 11.311.3 12.112.1 12.812.8 12.912.9 실시예 2-3Example 2-3 9.39.3 9.79.7 10.510.5 10.610.6 12.612.6 실시예 2-4Example 2-4 9.59.5 10.310.3 10.510.5 11.011.0 12.412.4 실시예 2-5Example 2-5 10.710.7 12.212.2 12.412.4 13.113.1 13.113.1 실시예 2-6Example 2-6 8.08.0 8.98.9 10.210.2 10.910.9 12.512.5

식염수 흡수량(g/g)Saline absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 2Comparative Example 2 13.113.1 15.915.9 16.316.3 17.217.2 18.918.9 실시예 3-1Example 3-1 14.014.0 16.016.0 16.316.3 16.916.9 18.818.8 실시예 3-2Example 3-2 13.113.1 15.115.1 15.715.7 16.416.4 17.017.0 실시예 3-3Example 3-3 13.013.0 13.813.8 14.314.3 15.215.2 16.016.0 실시예 3-4Example 3-4 13.513.5 14.014.0 14.314.3 15.415.4 16.016.0 실시예 3-5Example 3-5 14.914.9 15.915.9 16.016.0 16.716.7 16.916.9 실시예 3-6Example 3-6 12.112.1 13.413.4 14.014.0 14.714.7 15.815.8

식염수 흡수량(g/g)Saline absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 3Comparative Example 3 12.312.3 16.716.7 20.120.1 22.822.8 27.327.3 실시예 4-1Example 4-1 9.69.6 12.912.9 14.314.3 14.414.4 25.125.1 실시예 4-2Example 4-2 11.911.9 17.717.7 19.219.2 21.721.7 28.428.4 실시예 4-3Example 4-3 15.915.9 18.218.2 22.022.0 24.824.8 32.132.1

증류수 흡수량(g/g)Distilled water absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 3Comparative Example 3 16.416.4 30.930.9 37.037.0 49.449.4 50.850.8 실시예 4-1Example 4-1 16.116.1 28.728.7 32.832.8 38.038.0 50.150.1 실시예 4-2Example 4-2 26.826.8 39.139.1 43.643.6 49.049.0 59.159.1 실시예 4-3Example 4-3 31.031.0 43.143.1 44.644.6 51.751.7 62.462.4

식염수 흡수량(g/g)Saline absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 4Comparative Example 4 16.416.4 21.021.0 24.224.2 26.226.2 31.031.0 실시예 5-1Example 5-1 15.115.1 16.916.9 18.418.4 18.918.9 29.729.7 실시예 5-2Example 5-2 15.915.9 24.124.1 23.923.9 26.826.8 36.436.4 실시예 5-3Example 5-3 20.420.4 25.125.1 28.728.7 30.930.9 40.440.4

증류수 흡수량(g/g)Distilled water absorption (g/g) 10분 후10 minutes later 30분 후30 minutes later 1시간 후1 hour later 3시간 후3 hours later 24시간 후24 hours later 비교예 4Comparative Example 4 32.132.1 42.842.8 46.146.1 52.452.4 62.462.4 실시예 5-1Example 5-1 30.230.2 34.134.1 37.537.5 39.439.4 52.452.4 실시예 5-2Example 5-2 32.132.1 46.746.7 49.749.7 53.853.8 70.170.1 실시예 5-3Example 5-3 39.839.8 50.150.1 58.558.5 62.562.5 79.479.4

수분 보유량 및 고형분 함량 평가Evaluation of water retention and solids content

실시예 2에서 제조된 바이오 겔의 수분 보유량 및 고형분 함량을 하기와 같이 측정하였다.Water retention and solid content of the biogel prepared in Example 2 were measured as follows.

구체적으로, 실시예 2에서 침지 및 반복 세척된 셀룰로오스 겔 샘플을 준비하고, 상기 샘플을 200 메쉬망에서 여과한 뒤, 200 메쉬망 상에 여과된 습윤상태 샘플의 중량을 측정하였다. 이후, 상기 습윤상태의 샘플을 105 ℃ 건조기에서 완전 건조시키고 상기 건조상태 샘플의 중량을 각각 측정하였다. 이후, 하기 식 2에 따라 수분 보유량을 계산하고, 하기 식 3에 따라 고형분 함량을 계산하였다.Specifically, a cellulose gel sample immersed and repeatedly washed in Example 2 was prepared, the sample was filtered through a 200 mesh mesh, and the weight of the wet sample filtered on the 200 mesh mesh was measured. Thereafter, the wet sample was completely dried in a dryer at 105° C., and the weight of each dry sample was measured. Then, water retention was calculated according to Equation 2 below, and solid content was calculated according to Equation 3 below.

[식 2][Equation 2]

R = (W-D)/D R = (W-D)/D

[식 3][Equation 3]

L = D/W X 100L = D/W X 100

상기 식 2에서 R은 셀룰로오스 겔의 수분 보유량(g/g)이고, W는 습윤상태 샘플의 중량(g)이고, D는 샘플의 전건 중량(g)이다. 또한, 상기 식 2에서, L은 고형분 함량(%)이고, W는 습윤상태 샘플의 중량(g)이고, D는 샘플의 전건 중량(g)이다.In Equation 2, R is the water retention amount (g/g) of the cellulose gel, W is the weight (g) of the wet sample, and D is the dry weight (g) of the sample. In Equation 2, L is the solid content (%), W is the weight (g) of the wet sample, and D is the dry weight (g) of the sample.

이후, 동일한 방법으로 비교예 1에서 제조된 바이오 겔의 수분 보유량 및 고형분 함량을 계산하였고, 계산된 수분 보유량 및 고형분 함량을 하기 표 9에 나타내었다.Thereafter, the water retention and solid content of the biogel prepared in Comparative Example 1 were calculated in the same manner, and the calculated water retention and solid content are shown in Table 9 below.

수분 보유량(g/g)Water retention (g/g) 고형분 함량(%)Solid content (%) 비교예 1Comparative Example 1 20002000 0.50.5 실시예 2-1Example 2-1 230230 4.34.3 실시예 2-2Example 2-2 130130 7.77.7 실시예 2-3Example 2-3 9090 11.111.1 실시예 2-4Example 2-4 6060 1919 실시예 2-5Example 2-5 4545 2929 실시예 2-6Example 2-6 2020 50.050.0

상기 표 2 내지 표 4 및 표 9를 참고하면, 실시예 1-1 내지 실시예 1-6, 실시예 2-1 내지 실시예 2-6 및 실시예 3-1 내지 실시예 3-6에서 제조된 바이오 겔은 염으로서 첨가되는 염화나트륨의 함량이 증가할수록 고형분 함량이 증가하고 바이오 겔의 수분 흡수량 및 수분 보유량이 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해, 본 발명에 따른 바이오 겔은 후처리 공정에서의 바이오 겔의 탈수성이 증가하여 건조 시간을 단축시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to Tables 2 to 4 and Table 9, prepared in Examples 1-1 to 1-6, Examples 2-1 to 2-6, and Examples 3-1 to 3-6 It was confirmed that the solids content of the prepared biogel increased as the amount of sodium chloride added as a salt increased, and the water absorption and water retention of the biogel decreased. Through this, it can be seen that the biogel according to the present invention can shorten the drying time by increasing the dehydration of the biogel in the post-treatment process.

상기 표 5 내지 표 8를 참고하면, 비교예 3 및 비교예 4의 경우 셀룰로오스 기반 바이오겔 제조 시 유기용매를 이용하여 겔 내부의 물을 용매치환하여 건조하는 기존 공정으로서, 세척 및 건조과정에서 겔의 전건중량대비 50 배 이상의 유기용매를 사용하므로 실시예 4 및 실시예 5에 비하여 공정 효율성이 열등함에도, 수분흡수량이 유사한 것을 확인하였다. 이를 통해, 실시예 4 및 실시예 5에 따른 바이오 겔은 물 또는 염수로 세척 하여 겔 내부의 물을 탈수한 후, 세척 및 건조 과정에서 전건중량대비 1 내지 3 배의 에탄올만을 사용하므로 경제성 및 안전성이 우수하며, 제조되는 바이오 겔의 물성 또한 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 상기 바이오 겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하는 경우, 증류수 외에 염을 포함하는 수분의 흡수를 요하는 용도에도 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있고, 이에 따라, 본 발명에 따른 바이오 겔은 토양수분조절제, 흡수패드, 아이스팩 외에 위생용품 및 하이드로패치 등 다양한 종류의 흡수성 물품에 적용될 수 있음을 알 수 있다. Referring to Tables 5 to 8, in the case of Comparative Examples 3 and 4, as an existing process of solvent-exchanging and drying water inside the gel using an organic solvent when manufacturing a cellulose-based biogel, in the washing and drying process, the gel It was confirmed that although the process efficiency was inferior to Example 4 and Example 5 because more than 50 times the organic solvent compared to the dry weight of was used, the water absorption amount was similar. Through this, the biogels according to Examples 4 and 5 are washed with water or saline to dehydrate the water inside the gel, and then use only 1 to 3 times ethanol compared to the dry weight in the washing and drying process, so economic and safety This is excellent, and it can be seen that the physical properties of the prepared biogel are also excellent. In addition, in the case of including the absorbent structure including the biogel, it can be confirmed that it can be effectively used for applications requiring absorption of water containing salts in addition to distilled water. Accordingly, the biogel according to the present invention is soil It can be seen that it can be applied to various types of absorbent articles such as hygiene products and hydro patches in addition to moisture control agents, absorbent pads, and ice packs.

따라서, 본 발명에 따른 바이오 겔의 제조방법은 반응 중 또는 후처리 공정에서 염수를 사용함으로써, 후처리 공정에서 별도의 유기용매를 사용하지 않고도 겔을 빠르게 탈수시켜 건조 시간을 단축함으로써 경제성 및 안전성을 높일 수 있는 한편, 제조된 바이오 겔은 수분을 흡수 시 수용액 상태로 흐르지 않고 응고 내지 겔화 되어 수분을 보유하는 구조체를 형성하며, 자체중량 대비 수분 흡수율 및 수분 보유력이 우수한 바이오 겔 및 이를 포함하는 흡수성 물품을 제조할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the biogel manufacturing method according to the present invention uses saline during the reaction or in the post-treatment process, thereby rapidly dehydrating the gel without using a separate organic solvent in the post-treatment process and shortening the drying time, thereby improving economics and safety. On the other hand, the prepared biogel does not flow into an aqueous solution when it absorbs moisture, but solidifies or gelates to form a water-holding structure, and has excellent water absorption and water retention compared to its own weight, and an absorbent article including the same. It can be seen that can be produced.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 전술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is intended to illustrate and explain the present invention. In addition, the foregoing merely represents and describes preferred embodiments of the present invention, and as described above, the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments, and the scope of the inventive concept disclosed herein, the foregoing Changes or modifications are possible within the scope equivalent to the disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. Accordingly, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to cover other embodiments as well.

Claims (15)

셀룰로오스계 유도체 및 셀룰로오스 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 셀룰로오스 원료를 포함하는 셀룰로오스 현탁액을 제조하는 단계;
아크릴계 단량체, 중합개시제 및 가교제를 상기 셀룰로오스 현탁액에 첨가하여 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;
상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;
상기 침지된 셀룰로오스 겔을 세척하는 단계; 및
상기 세척된 셀룰로오스 겔에 염을 혼합하고 균질화하여 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
Preparing a cellulose suspension containing a cellulose raw material including at least one of a cellulose derivative and cellulose fibers;
preparing a cellulose gel by adding an acrylic monomer, a polymerization initiator and a crosslinking agent to the cellulose suspension;
immersing the cellulose gel in water or saline;
washing the immersed cellulose gel; and
A method for producing a bio-gel comprising: preparing a cellulose gel mixture by mixing and homogenizing a salt in the washed cellulose gel.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 원료의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상 10 중량부 이하인 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
The content of the cellulose raw material is 1 part by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension.
제1항에 있어서,
상기 아크릴계 단량체는 아크릴산계 단량체, 아크릴에스테르계 단량체 및 아크릴아마이드계 단량체 중 적어도 하나를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
Wherein the acrylic monomer comprises at least one of an acrylic acid monomer, an acrylic ester monomer, and an acrylamide monomer.
제1항에 있어서,
상기 아크릴계 단량체의 함량은 상기 셀룰로오스 현탁액 100 중량부에 대하여, 5 중량부 이상 15 중량부 이하인 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
The amount of the acrylic monomer is 5 parts by weight or more and 15 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cellulose suspension.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 겔을 제조하는 단계;는 50 ℃ 이상 80 ℃ 이하의 온도에서 30 분 내지 3시간 동안 수행되는 것인 바이오 겔의 제조 방법.
According to claim 1,
The step of preparing the cellulose gel; is a method for producing a bio-gel that is performed for 30 minutes to 3 hours at a temperature of 50 ℃ or more and 80 ℃ or less.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 겔을 물 또는 염수에 침지시키는 단계;는 1시간 이상 24시간 이하의 시간 동안 수행되는 것이고,
상기 물 또는 염수와 상기 셀룰로오스 겔을 5:1 이상 20:1 이하의 중량비로 혼합하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
immersing the cellulose gel in water or saline; is carried out for a time of 1 hour or more and 24 hours or less,
A method for producing a bio-gel comprising mixing the water or saline and the cellulose gel at a weight ratio of 5:1 or more and 20:1 or less.
제1항에 있어서,
상기 염수는 상기 염을 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
The brine is a method for producing a bio-gel containing the salt.
제1항에 있어서,
상기 염은 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘 및 염화마그네슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
The salt is a method for producing a bio-gel comprising at least one of sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride and magnesium chloride.
제1항에 있어서,
상기 세척된 셀룰로오스 겔과 상기 염의 총 중량 100 중량부를 기준으로, 상기 염의 함량은 0.5 중량부 이상 30 중량부 이하인 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
Based on 100 parts by weight of the total weight of the washed cellulose gel and the salt, the salt content is 0.5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 제조하는 단계;는,
상기 균질화된 셀룰로오스 겔과 극성기 함유 셀룰로오스를 혼합하는 단계;를 더 포함하고,
상기 균질화된 셀룰로오스 겔 100 중량부에 대하여, 상기 극성기 함유 셀룰로오스를 5 중량부 이상 30 중량부 이하로 혼합하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 1,
Preparing the cellulose gel mixture;
Further comprising: mixing the homogenized cellulose gel and polar group-containing cellulose,
The bio-gel manufacturing method of mixing the polar group-containing cellulose in an amount of 5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the homogenized cellulose gel.
제10항에 있어서,
상기 극성기 함유 셀룰로오스는 카르복실기 함유 셀룰로오스, 아세틸기 함유 셀룰로오스, 니트로기 함유 셀룰로오스 및 하이드록시기 함유 셀룰로오스 중 적어도 하나를 포함하는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 10,
Wherein the polar group-containing cellulose includes at least one of a carboxyl group-containing cellulose, an acetyl group-containing cellulose, a nitro group-containing cellulose, and a hydroxyl group-containing cellulose.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 겔 혼합물을 탈수, 건조 및 분쇄하여 바이오 겔을 제조하는 단계;를 더 포함하고,
상기 분쇄는 건조된 상기 셀룰로오스 겔 혼합물 입자크기를 직경 0.1 mm 이상 1 mm 이하로 조절하는 것인 바이오 겔의 제조 방법.
According to claim 1,
Further comprising preparing a biogel by dehydrating, drying, and pulverizing the cellulose gel mixture,
Wherein the grinding is to adjust the particle size of the dried cellulose gel mixture to a diameter of 0.1 mm or more and 1 mm or less.
제12항에 있어서,
상기 바이오 겔을 제조하는 단계;는
상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물을 유기용매로 추가 세척하는 단계;를 더 포함하고,
상기 유기용매는 상기 탈수된 셀룰로오스 겔 혼합물과 1:1 이상 5:1 이하의 중량비로 혼합되는 것인 바이오 겔의 제조방법.
According to claim 12,
Preparing the bio-gel;
Further comprising the step of further washing the dehydrated cellulose gel mixture with an organic solvent,
The organic solvent is mixed with the dehydrated cellulose gel mixture in a weight ratio of 1: 1 or more and 5: 1 or less.
제1항에 따른 방법으로 제조된 바이오 겔.A bio-gel prepared by the method according to claim 1. 제14항에 따른 바이오 겔을 포함하는 흡수 구조체를 포함하고,
상기 흡수 구조체의 수분 흡수율은 자체 중량 대비 10 배 이상 30 배 이하인 것인 흡수성 물품.
An absorbent structure comprising the biogel according to claim 14,
The absorbent article of claim 1, wherein the water absorption rate of the absorbent structure is 10 times or more and 30 times or less compared to its own weight.
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